Взламывая биологию

ПОЧКА

Почки нужны для осморегуляции, то есть контроля концентрации воды (и растворенных солей) в теле. Их деятельность регулируется гормонами, произведенными мозгом. Тело получает воду из пищи и выводит ее в виде мочи и с калом (а также в виде пота и пара при дыхании). Если пропорция воды в плазме крови слишком низкая, почки забирают больше влаги, и она направляется в кровь, а моча при этом становится более концентрированной. Когда пропорция воды в крови слишком мала, моча бывает менее концентрированной. Воду из крови забирает особый фильтр – капсула Боумена–Шумлянского.

Гомеостаз в теле животного обеспечивают две главные системы. Автономная нервная система отвечает за незамедлительную реакцию на изменения среды. Эндокринная система действует медленнее, с помощью химических медиаторов, гормонов, перемещающихся по телу с потоком крови. Когда тело чувствует нарушение нормальных условий, реагируют либо одна, либо обе эти системы, и баланс восстанавливается.

Температурный контроль

Один из самых важных гомеостатических процессов – это терморегуляция, то есть поддержание постоянной температуры тела. Человеческое тело способно нормально функционировать при температуре около 37 °C. Гипоталамус в мозге действует как термостат: он измеряет температуру крови, проходящей через него, и выявляет любые изменения. Он также принимает нервные импульсы от рецепторов на коже. Когда организм перегревается, кровеносные сосуды расширяются – тело отводит жар за счет того, что кровь начинает течь ближе к поверхности кожи. В то же время железы выделяют через кожу пот. При его испарении тело охлаждается. Если организм переохлаждается, сосуды сужаются, чтобы сократить приток крови к коже и остановить потерю тепла. Появляется дрожь, тело вырабатывает больше тепла.

Железы под кожей производят пот: он испаряется с поверхности кожи и способствует охлаждению тела.

Рекомбинация

Процесс рекомбинации при делении клетки позволяет получать новые клетки с уникальным набором генов, отличающимся от набора родительской клетки.

Генетическая рекомбинация происходит в процессе мейоза, то есть деления клетки с образованием половых клеток – спермы, пыльцы, яйцеклеток и т. д. В 1931 г. процесс описали американский генетик Барбара Мак-Клинток и ее аспирантка Хариет Крейтон. Ученые работали с генетическим материалом кукурузы и обнаружили, что только на одной паре хромосом (они называются гомологичными) присутствовали узловатые структуры. Мак-Клинток и Крейтон заметили, что эта особенность влияет на цвет и крахмалистость зерна. Затем ученые отследили эти признаки, наблюдая мейоз в более поздних поколениях растений.

Полученные в результате мейоза дочерние половые клетки, или гаметы, остаются с половиной родительских хромосом. Кроссинговер, или перекрёст, начинается, когда гомологичные хромосомы расходятся. Гаметы разных организмов подвергаются рекомбинации вследствие оплодотворения и формируют новые особи. Мак-Клинток и Крейтон показали, что части хромосом кукурузы, ответственные за определенные признаки, меняются местами в ходе мейоза. Признаки, связанные с узелками в хромосомах родительской клетки, проявлялись в более поздних поколениях, уже не имевших таких узелков, доказывая, что произошел обмен генетическим материалом.

Механизм рекомбинации