Ciudat, cel puțin, întrebarea. Fără un schelet, animalele seamănă cu meduze moi. Cum s-ar muta pe uscat? Cum ar fi susținute organele interne? Ce ar proteja tendința și creierul vulnerabil. Toate acestea sunt adevărate, dar întrebarea nu este atât de simplă.
Unde se caută traceri de hemoglobin
Profesorul PA Korzhuyev se pregateste acum sa publice o lucrare despre hemoglobina. A lucrat la el timp de douăzeci de ani, deși i se pare că cercetarea a început recent. Memoria stochează detaliile primei expediții în Marea Barents, care au pus bazele cărții. În căutarea unor noi fapte trebuia să călătorească în taiga, în munți, în deșert, în tundră. Urmărește evoluția Korzhuev hemoglobinei care apar în cele mai diferite locuitori ai Pământului, pigmenții respiratorii - rude directe de pigment nostru de sânge - el a căutat și în celulele de plante și celule bacteriene. Cu cât studia mai mult structura sângelui, cu atât mai adânc a intrat în jungla evoluției. Și nu e de mirare: fără pigmenți respiratori care ajută celulele să extragă oxigenul din mediul înconjurător, nu există viață în sine.
O schemă a relației lumii vii a hemoglobinei, care a fost de când apare în cărți, Korzhuev a primit nouă confirmare a originii comune a tuturor formelor de viață de pe Pământ - cifra a crescut ramificare arborele genealogic al familiei de sânge. Și când a urmărit modificările hemoglobinei, el a întâlnit în mod inevitabil transformările scheletului.
Problema furnizării corpului cu oxigen în întreaga istorie a lumii vii nu a fost mai puțin importantă - poate chiar mai importantă decât problema nutriției. Metodele de obținere a produselor alimentare, precum și „modalități de a obține oxigen“, adică, respirator, circulator și sânge, este determinată în mare măsură de schimbările în structura corpului animalelor, direcția dezvoltării lor. Iată un exemplu convingător.
Nu doar în fața multor specii de animale din istoria dezvoltării lor a fost amenințat de foame, dar foamea nu este în sensul obișnuit al cuvântului, și - oxigen. Fără mâncare, poți să te întinzi pentru o vreme, fără a respira celulele mor imediat. Amenințarea a apărut atunci când, de exemplu, condițiile de trai de pe planetă s-au schimbat. Când, de exemplu, vertebratele de apă s-au prăbușit mai întâi pe uscat, lăsând oceanul - leagănul vieții. Aruncate din apă, peștii s-au găsit pe alte două oceane - aer. Dar aici nu puteau respira: branhiile nu erau bune aici. Un alt pericol se apropia, de asemenea, de moartea de la uscare: la urma urmei, prin vasta arie a petalelor de ghirlande, umezeala sa evaporat din organism catastrofally rapid. Escape ar putea pierde doar voaluri de corp „ascunde“ adânc în sistemul respirator, a revenit la metodele cele mai vechi cunoscute de respirație - la respirație în întreaga suprafață a corpului. Pentru pierderea acoperirii, oamenii de stiinta au numit primii oameni pe pamant - amfibieni - "bastardi goi". Dintre amfibienii moderni există încă specii care respirau cu o singură piele: salamanderii pulmonari.
După ce au ajuns pe țărm, amfibienii au plătit pentru un nou mod de viață nevoia de a trăi în permanență lângă apă pentru a-și hidrata continuu pielea goală. Ei au reușit în apă, vor pieri. Doar reptilele, ale căror plămâni s-au îmbunătățit, și-au recăpătat trupurile și au părăsit întotdeauna zona de coastă, devenind locuitori reali.
Viața pe terenul cerut de către locuitorii cheltuielilor enorme de energie, a trebuit să se mute aici, fără a se baza pe Arhimede de economisire. Creșterea cererii de energie - creșterea cererii de oxigen și, în consecință, a hemoglobinei, și anume cantitatea totală de sânge. La urma urmei, hemoglobina este conținută în celulele roșii din sânge - celulele roșii din sânge. Prin măsurarea cantității de sânge la diferite specii de animale, Korzhuev convins că, într-adevăr, este relativ mic pește (în raport cu greutatea totală a corpului). În amfibieni - mai mult, chiar mai mult în reptile, la păsări și, în cele din urmă, foarte mult la mamifere, mai ales la cele mobile. Astfel, cantitatea de sânge este proporțională cu nevoile și costurile de energie ale corpului. Mai mult, în cazul în care peștele are un total de aproximativ 150 000 de celule roșii din sânge pe milimetru cub de sânge, păsările au de 3 milioane de euro, care este de douăzeci de ori mai mult, și mamiferele din cele douăzeci și șapte de ori mai mult decât peștii. Prin urmare, cu progresul evoluției nu este doar sângele devine mai mult, dar ea însăși sa schimbat, devenind bile roșii mai intense, mai eficiente.
EXPANȚIILE DE PRODUCȚIE ALE ANIMALELOR
Dar de unde vine această abundență de celule sanguine? La animalele acvatice, de exemplu în pești, "fabrica de sânge" este ficatul, rinichii, pereții intestinali. Proprietarii de teren au nevoie de mult mai multe celule roșii din sânge. Vechile organe de hematopoieza, cu "tehnologia sa învechită", nu pot satisface nevoile crescute. Prin urmare, odată cu accesul la pământ pe amfibieni, ar trebui să apară și noi organe de hemopoieză. Deci sa întâmplat: a apărut măduva osoasă.
Trebuie să spun că până în 1946 nu a existat o opinie unanimă în această privință. Unii zoologi au crezut că primii locuitori ai amfibienilor cu coadă terestră: salamandre, amblystom - fără măduvă osoasă, și fără coadă, adică broaște și broaște, este.
În cele mai amănunțite lucrări și cărți de referință privind studiul comparativ al sângelui din coloana "măduva osoasă a amfibienilor coadă" a fost o linie. "Judecând după cantitatea de sânge - este o greșeală. Amfibienii cu coadă trebuie să aibă măduvă osoasă "- această ipoteză a fost exprimată pe baza studiului profesorului de sânge PA Korzhuyev. "Am sugerat că există o măduvă osoasă în amfibienii cu coadă, fără a fi familiarizați cu disputele de lungă durată dintre zoologi", spune el. "Logica a dat naștere că nu poate fi altfel".
Cercetarea cercetătorului a fost confirmată de cercetătorul ceh Varichka, care a descoperit măduva osoasă în amfibieni cu coadă. Sa dovedit că sub microscop, este ușor pentru a vedea pe secțiuni de țesut în primăvară, când salamandre sunt active, iar țesuturile lor sunt respinse, doar frunziș. Bineînțeles, amfibienii au un rol enorm de jucat și organul vechi al hemopoiezei - splina. Când a fost confirmată această ipoteză a lui Pyotr Andreevich, el a avut un altul, de data aceasta destul de "eretic".
Omul de știință nu avea acum nicio îndoială că cantitatea de măduvă osoasă, cantitatea de sânge este proporțională cu consumul de energie al organismului. În plus, el a fost din ce în ce mai convins că între schelet și sânge există o unitate profundă. Situată în brațele țesutului osos, măduva osoasă face scheletul mai greu. Grele ... În același timp, este necesar, deoarece nevoile organismului de oxigen cresc. Ce, ce afirmație câștigă?
Este obișnuit să se gândească, de exemplu, că, printre animalele terestre, cel mai ușor schelet este la păsări. Este adevărat acest lucru? Este adevărat că, la păsări, oasele sunt mai ușoare decât cele de stricăciune, broaștele și broaștele care plesc bălțile în bălți, decât în amfibieni. "Da", a fost răspunsul tradițional. - Nu, spuse Korzhuev. După un zbor rapid dintr-un zbor rapid sau în mai multe zile de rațe - aceasta este o încărcătură uriașă a sistemului circulator. Păsările trebuie să furnizeze organismului oxigen. Deci, fără o măduvă osoasă bine dezvoltată și, prin urmare, fără un schelet dezvoltat, se sufocă, ca un pacient fără o pernă de oxigen.
Korzhuev a început să-și testeze concluziile teoretice experimental. Traseul expediției, pe care a condus-o, se afla în Kzyl Agach: un sanctuar de păsări la granița cu Iranul. Aici, pe fosta insula Sarah, după shallowing Mării Caspice a devenit o peninsulă, are rațe turmă lungi și gâște, lișițe și cormorani, grebes și dropii mici, pelicani și flamingo. În Kzyl-Agach iarna este caldă, există mereu mâncare abundentă.
Biologii s-au stabilit pe peninsula pentru o lungă perioadă de timp. Ei au masurat cantitatea de sânge într-o largă varietate de păsări, eritrocitele au crezut, calculat procentul de hemoglobină a fost determinată de severitatea relativă a măduvei osoase, greutatea schelet a măduvei osoase, și fără ea. Concluzii ale activității lor? Scheletul păsărilor a fost mai greu decât cel al amfibienilor!
Unde este fabrica de sânge?
Măduva osoasă a fost folosită de mult timp ca un "organ de hematopoieză". Studenții medicali și biologii știu că în manuale, de obicei, nu sunt socotiți în sistemul circulator, dar, de fapt, nu se referă la schelet. Ei scriu că "se află în os". Două erori fundamentale se strecoară aici.
În schemele de pregătire a unui sistem circulator închis la om și alte animale extrem de organizate, măduva osoasă este, de regulă, absentă. E ca și cum a fost uitat. Se pare, desigur, neintenționat că celulele roșii din sânge și rămân constant în canalul vascular. Dar dacă specificați schema, „închis“ sistem de circulație este „deschis“: acesta este asociat cu măduvă osoasă și, prin urmare, și scheletul, în cazul în care celulele roșii din sânge în sânge veni. Este, de asemenea, asociat cu organele de excreție, unde corpusculii își părăsesc sângele, care și-au încheiat viața.
"Organ" sau "nu un organ" ... Nu este vorba de cuvinte. Litigiul nu privește termenul, ci în esență. Studiile pe termen lung ale sângelui arată clar că adevăratul "organ de hemopoieză" este scheletul nostru, oasele. La urma urmei, măduva osoasă nu are limite clar definite. Celulele țesutului osoș se nasc din aceleași celule din care se nasc celulele roșii și albe. Măduva osoasă este o parte integrantă a scheletului și nu un "organ".
Deci, un studiu comparativ al sângelui diverselor animale, un studiu al hemoglobinei a arătat că, odată cu apariția pe teren a primelor animale terestre, scheletul avea o nouă funcție - hematopoieză.
Arharele de munte înalte - strămoșii ovinelor noastre domestice - proprietari de coarne de lux. Cu cât sunt mai în vârstă, cu atât mai mult coarne. Întrebarea este: de ce sunt animale de înaltă altitudine? Ei, de fapt, împiedică traversarea coroanelor și a pietrelor, fac ca animalul să devină mai greu, să-i îngreuneze mobilitatea. Coarnele sunt o armă de turneu, explică unii oameni de știință. Dar, se pare, nu doar asta.
În coarne există o tijă osoasă. Și nu este exclus, prin urmare, că coarnele servesc drept animal de munte ca o sursă suplimentară de hematopoieză. La urma urmei, în munți nevoia de oxigen este la fel ca la nivelul mării, iar în aer este mai mică. Prin urmare, intensitatea hematopoiezei în munți crește brusc. Pentru oile, de exemplu, care sunt conduse spre pășunile alpine, hematopoiescența crește semnificativ.
Iată un alt exemplu: uitați-vă la fotografia cămilă. De ce copiii au picioare atât de lungi? Zoologii s-au gândit mult la asta. Și acum este de înțeles. Oasele tubulare ale nou-născuților sunt literalmente ambalate cu măduvă osoasă roșie. În deșert - în cazul în care vegetația este friabilă, condiții climatice severe, acolo "marja de siguranță", sub forma unei mase mari de măduvă osoasă oferă o oportunitate de a se adapta la viața aspru. Sau scheletul balenei, este imens - treizeci la sută din greutatea întregului corp. Și toți porii ei spongioși sunt plini de măduvă osoasă, care produce mase uriașe de celule roșii din sânge cu hemoglobină într-o concentrație foarte mare.
Oasele nu numai că îndeplinesc "funcția de sprijin", nu sunt doar "pârghiile mișcării" - cum scriu manualele - un cadru pentru atașarea organelor interne și un loc pentru dezvoltarea hemopoiezei. Scheletul în sine este "organul hemopoiezei", fabrica de sânge. Este o parte activă vitală a corpului. Poate chiar și cel mai activ - frecvența diviziunii celulelor din măduva osoasă este mai mare decât cea a oricărui alt țesut.
Este interesant, apropo, că atunci când sa ajuns la evoluție, până acum forțele gravitaționale - gravitația - nu au fost de obicei luate în considerare. Amintiți-vă că în apă aceste forțe sunt mai slabe decât pe uscat. Și când animalele de pe ocean au venit pe pământ, o schimbare a efectului gravitațional ar fi trebuit să le afecteze scheletul. Cum? Nimeni nu știe sigur încă. Acum puteți face doar presupuneri.
Mutând pe pământ, animalele trebuiau să cheltuiască mult mai multă energie pentru a depăși forțele gravitaționale decât înainte. Și energia înseamnă - oxigen, sânge, organe de hematopoieză. Este "energia", "intensitatea energetică" a modului terestru de viață, crede PA Korzhuev și a determinat puterea ridicată a noilor focare de sinteză a hemoglobinei - măduva osoasă. Și, poate, a fost și cauza directă a originii creierului în oase.
Dar dacă acest lucru este adevărat, atunci îndepărtarea gravitației pentru o lungă perioadă de timp (de exemplu, o stare prelungită de greutate) poate părea chiar să ducă la depresia măduvei osoase. Desigur, această ipoteză are nevoie de verificare. De aceea, știind cum evoluă sângele și organele respiratorii, putem trage concluzii cu privire la evoluția scheletului. După cum puteți vedea, urme de hemoglobină pot spune foarte mult!