Pauca Verba_6

На сьогоднішній день на підставі молекулярногенетичних, біохімічних, фізіологічних, анатомічних, філогенетичнихданихусіживіорганізмиприйнятоподіляти на три великі домени (царства), це Еукаріоти (одноклітині/ багатоклітинні: тварини, рослини, гриби) та прокаріоти (віруси, еубактерії). Проміжне місце серед представників живого світу займають Археї (раніше їх відносили до прокаріот, але останні дослідження показали, що ці одноклітинні організми виявляють на молекулярному рівні рисиподібностіякдоеукаріотичнихтакідопрокаріотичних організмів.

Частовважається,щочимбільшийзарозмірамиорганізм тим складніше він організований, тим більшого рівню еволюційногорозвиткувіндосяг.Проте,якбипарадоксально це не виглядало, найскладніші живі системи представлені одноклітиними організмами. У ссавців, наприклад, кожному органу відповідає певна функція: печінка – детоксикація, запас глікогену; шлунково-кишковий тракт – процеси перетравлення та всмоктування речовин; кінцівки – для пересування, хапання; зуби – для пережовування їжі і т.д. У одноклітиних організмів усі функції (руху, репродукції, детоксикації та захисту, травлення. запасання, виділення, руху) виконує лише одна клітина.

Всі багатоклітинні організми складаються з клітин, які виконують певні функції та утворюють тканини, а тканини

– органи. У кожній клітині нашого організму в цю саму мить відбувається тисячі процесів за схемою катаболізму та анаболізму жирів, білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот. Але якщо окрему таку клітину (наприклад клітину гепатоциту печінки) ізолювати від інших, то вона не буде існувати самостійно (якщо звісно не створити відповідні культуральні умови in vitro). Це пояснюється тим, що ця клітина є відповідальна за виконання певних функцій, окрім того вона залежить від оточення інших клітин з якими взаємодіє, впливає на них, а клітини - на неї. Умовно кажучи, якщо цій клітині чогось не вистачає (наприклад глюкози – джерела енергії), то це щось можуть їй «надати» інші клітини.

З одноклітиними організмами все набагато складніше,

бо якщо «ти сам не знайдеш, що поїсти, то за тебе цього

ніхто не зробить, більше того -тебе хтось сам може з’їсти».

Так чи інакше всі представники живого світу у своїй

природі еволюціонували від найпростіших одноклітинних

і все живе навколо нас є нащадками одного первинного одноклітинного предка.

Фактично,пробіонтиявлялисобоюсумішмакромолекул, мікроелементів та води відмежованих від оточуючого середовищамембраною.Нашсвітпередпоявоюпробіонтів можна спробувати уявити собі як сукупність величезної кількості природних резервуарів із різноманітним набором молекул (інколи вживається термін «природний бульйон»). Кожна молекула складається із атомів, що взаємодіють певним чином між собою і несуть на собі певний заряд. За рахунок заряду, наяності спецефічних груп (гідроксильних, метильних, карбоксильних та інших) молекули постійно взаємодіють між собою утворюючи стійкі і нестійкі сполуки, постійно перетворюються. Так у первиному «бульйоні» між собою випадковим чином взаємодіяли різні атоми та молекули. Найбільш вдала комбінація з таких взаємодій забезпечувала виникнення нових стійких за певних умов молекул (наприклад білків), інші ж комбінації були приречені на розпад. Ймовірність того, що потрібні для стійкого комплексу молекули зустрінуть одна одну у океані цієї суміші і прореагують правильним чином, виглядає достатньо невисокою. Напевно, саме через це еволюція відбувалась та відбувається такими повільними, проте впевненими кроками.

Зрештою, коли молекула зустріла іншу молекулу і вони утворили більш-менш стійку сполуку немає 100 % впевненості в тому, що цей комплекс не розпадеться. А зруйнувати його можуть агресивні умови навколишнього середовища, наприклад високі температури, тиск, і навіть інші молекули, які постійно конкурують між собою за зв’язування з певним субстратом. Конкуренція є цілком нормальним процесом, що поширюється на всі рівні організації живої матерії починаючи від молекулярного і закінчуючи організмовим. В процесі конкуренції залишаються найбільш вдалі комбінації які забезпечують стабільність живої системи.

Так, первинний комплекс молекул може бути дуже легко зруйнований зовнішніми чинниками. Для цього йому потрібний захист. Революційним у цьому плані є поява мембрани, що утворювала ізольовану, певним чином, від зовнішнього середовища систему. Таким чином, в середині такої псевдоклітини знаходились молекули вже в більш-менш впорядкованому стані і більш-менш захищені від оточуючого середовища.

Відомо, що для існування живих організмів а тим паче їх відтворення у наступних поколіннях принципово важливе значення має молекула ДНК (чи РНК, залежно від виду організму), або і ДНК і РНК водночас. Тому цілком логічно припустити, що однією із найперших молекул що виникли в процесі еволюції і закріпились у структурі пробіонтів були нуклеїнові кислоти (ДНК/РНК). Є різні погляди з приводу того, як молекула була першою РНК чи ДНК, відома навіть «ГіпотезаРНКсвіту»якапостулює,щопершоюмолекулою носієм генетичної інформації у найдревніших одноклітиних організмів була саме РНК. Проте, нуклеїнова кислота для забезпечення стабільності своєї структури існує у комплексі з білками, і слід зазначити, що вона і визначає власне ці білки. Тут може виникнути питання, як білки могли з’явитись раніше за нуклеїнові кислоти, чи що все ж було раніше РНК/ДНК чи протеїни?

Нуклеїнові кислоти контролюють передачу генетичної інформації до наступних генерацій клітин і контролюють усі процеси, що відбуваються у клітині. Для того, щоб ці процеси ефективно здійснювались у пробіонтів необхідно, щобнабірДНК/РНКунихнепростобуввдалоювипадковою комбінацією, а й підпорядковувався певним критеріям, які забезпечували б стабільність. Через це важливо зазначити, що для свого виживання організм повинен мати щонайменше такі гени, що відповідають за систему транскрипції, трансляції, реплікації, репарації, рекомбінації, біосинтезу ліпідів, білків та їх транспорту, транспроту різного типу метаболітів, утилізації цих метаболітів, основні метаболічні шляхи.

Таким чином, пробіонти можна спробувати уявити собі як мікросфери, що складаються з органічних та неоранічних речовин відмежованих від зовнішнього середовища ліпідною мембраною.

сфери-кульки, макрота мікроелементи, і все це у водному середовищі. Ці мікросфери можна спробувати порівняти із першими органелами, які потім трансформувались до виконання специфічних функцій (пероксисоми, лізосоми, вакуолі та інші).

Ймовірно,щопершіподілипробіонтіввідбувалисьбінарно (з однієї материнської клітини на дві дочірніх) випадковим чином,іцілкомможливо,щорозподілгенетичноїінформації найперших ДНК/РНК молекул відбувався нерівномірно.

Згодом, з появою перших хлоропластів та мітохондрій, відбувалась диференціація на тваринні та рослинні організми.

Отже, уся різноманітність клітини сьогодні, існує завдяки наявності одноклітинного організму пробіонта в минулому, який фактично дав початок усім сучасним організмам.

Ведмiдь бурий

Таксономічна належність:

Клас — Ссавці (Mammalia), Pяд — Хижі (Carnivora), Pодина — Ведмедеві (Ursidae).

Одинз4-хвидівроду,єдинийзвидівродувфауніУкраїни.

Природоохоронний статус виду: Зникаючий.

Ареал виду і його поширення в Україні:

Територію України населяє раса середньоросійського ведмедя (Ursus arctos arctos Linnaeus, 1758),

ареал якої охоплює Європу, Зх. Сибір до Єнісею, Алтай. Ареал в Україні в минулому охоплював лісову і частково степову зони. Наразі вид зберігся лише в регіоні Карпат. Поодинокі заходи бурого ведмедя іноді реєструються на півночі Чернігівської та Сумської областей: сюди заходять тварини невеликої сталої популяції, що існує в Брянських лісах (Росія); але постійних популяцій бурого ведмедя на території України за межами Карпатських гір не існує.

Чисельність і причини її зміни: Не перевищує

300 особин. Найбільше ведмедів у Закарпатській та ІваноФранківській обл. (до 200 особин), менше у Львівській (до 50 особин) найнижча чисельність ведмедя в Чернівецькій обл. — близько 20 особин. Причини змiни чисельностi: фрагментація ареалу, інтенсивна експлуатація та омолодження лісів і велике рекреаційне навантаження на них, браконьєрський відстріл тварин.

Особливості біології та наукове значення: Є

найбільш знаним видом своєї родини, одним з найбільших наземних хижаків у світі та найбільшим хижаком фауни України. Типовий лісовий вид. Тримається ведмідь звичайно одинаком, самки — з ведмежатами різного віку. Самці та самки територіальні, індивідуальна ділянка в середньому має площу від 50 до 400 км² (в основному розмір залежить від концентрації харчових ресурсів), причому у самців ділянка у 6 —7 разів більша, ніж у самок. Кордони ділянки відмічаються запаховими відмітками та «задирами» — подряпинами на примітних деревах. Іноді ведмеді здійснюють сезонні кочівлі: так, в горах бурий ведмідь, починаючи з весни, харчується в долинах (де раніше сходить сніг), потім йде на альпійські луки, потім поступово спускається в лісовий пояс, де дозрівають ягоди та горіхи. В гірських районах надає перевагу мозаїчному деревостану, розчленованому заростаючими вирубками та субальпійськими луками.

Барлоги влаштовує під виворотнями, в дуплах старих дерев, на схилах в чагарнику, серед кам´яних завалів. Початок та строки зимової сплячки коливаються залежно від погодних умов.

Всеїдна тварина, причому рослинні корми можуть складати основну частину раціону.

Вагітність у ведмедиці протікає з латентною стадією, ембріон не починає розвиватись приблизно до листопаду, колисамицялягаєвбарліг.Всьоговагітністьпродовжується 6—8 місяців, пологи відбуваються з січня до березня, коли самиця ще перебуває в зимовій сплячці. Ведмедиця народжує 2—3, зрідка 4 або навіть 5 ведмежат вагою 340—680 грамів та довжиною до 25 см, вкритих короткою рідкою шерстю, сліпих та глухих. Вушні проходи у них відкриваються на 14 день; через місяць вони прозрівають. Вже на третій місяць життя ведмежата мають повний набір молочних зубів і, окрім материнського молока, починають їсти ягоди, зелень та комах. В цьому віці вони важать близько 15 кг, і величиною приблизно з собаку; до шостогомісяцяжиттяведмежатаважать20—25кг.Лактація та годування ведмежат молоком можуть продовжуватись до 18 місяців.

Часто з ведмежатами, що народились цього року, біля самки перебувають минулорічні ведмежата (зазвичай також самки), так звані «пестуни». Такі «пестуни» остаточно відділяються від матері на 3—4 році життя. Статевої зрілості ведмеді досягають в 4—6 років, але рости продовжують до віку 10—11 років. Тривалість життя в природі — 20—30 років, в неволі — 47—50 років.

Морфологічні ознаки: Стопоходяча тварина з масивним плечовим поясом. Голова крупних розмірів з масивним лобом та широко розставленими округлими вухами. Забарвлення бурого ведмедя загалом варіює у широкому діапазоні: від світло-палевого до майже чорного; аленайпоширенішоюєбуро-коричневаформа.Довжинатіла бурих ведмедів на території Євразії становить 1,2-2 метри. Маса тіла може сягати більше 400 кг. Дорослі самці на 8 —10% більші за вагою та розмірами, ніж самки.

Режим збереження та заходи з охорони:

Занесений до ЧКУ (2003), Червоного списку МСОП, CITES, і як вид, що підлягає особливій охороні, до Бернської конвенції. У 2011 р. на території Національного природного парку«Синевир»створеноєдинийвУкраїніреабілітаційний центр для бурих ведмедів.

Розмноження та розведення у спеціально створених умовах: Добре розмножується в умовах неволі (зоопарки Києва, Харкова, Одеси).

Господарське та комерційне значення:

Мисливський вид. Промислове значення бурого ведмедя невелике, полювання на нього на більшості території ареалузабороненеабообмежене.Шкуравикористовується переважно для килимів, м’ясо — для харчування. Місцями бурий ведмідь пошкоджує посіви (особливо овес), може розорювати пасіки та, при нестачі природних кормів, нападати на свійську худобу. Зустріч з бурим ведмедем може бути смертельно небезпечною. Як правило, цей звір уникає зустрічі з людиною, але близька випадкова зустріч, особливо з шатуном взимку або з ведмедицею, що опікується ведмежатами, може закінчитись загибеллю або важкими травмами.

ЛюкДжеррам–молодийгеніальнийбританський художник-дизайнер. Він став відомим завдяки своїм витонченним скляним моделям вірусів. Дякуючи своїй команді склодувів Люк створив цілу серію робіт присвячених вірусам (ВІЛ, віспи, грипу, бактеріофагу Т4), мікроорганізмам (збудникаматиповоїпневнонії,кишковоїпалички), найпростішим (збудник малярії).

серйозніхарчовіотруєннятадисбактеріози.Так,наприклад, деякі штами є корисними для організму людини, оскільки вони здатні до синтезу вітаміну К (сам організм людини не синтезує вітамін К).

Свою карьєру Люк почав у 1997 році, коли слідуючи консультаціям від професійних біологів із Інституту Брістоля,створюєсвоїперші3Dмоделібіологічнихоб’єктів. Створені скляні моделі є достатньо точними прототипами реально існуючих вірусів та бактерій.

Своїми роботами Люк Джеррам прагне показати, що навіть збудники смертельних хвороб людства можуть бути унікальними та неповторними за своєю будовою.

До Вашої уваги представлено підбірку найбільш відомих робіт Люка Джеррама з загальною інформацією про біологічний об’єкт.

Збудник ентеровірусного везикулярного стоматиту

Ентеровірусиреплікуютьсяуклітинахшлунково-кишкового тракту. Збудниками везикулярного стоматиту можуть бути ентеровірус 71 та вірус Коксакі. Основними симптомати цього вірусного захворювання є висип, що локалізується на долонях, у ротовій порожнині, на губах та язику.

Кишкова паличка (Escherichia coli)

Ця бактерія була уперше описана німецьким бактеріологом Теодором Ешеріхом у 1885 році.

Це грамнегативна паличкоподібної форми бактерія широко поширена у складі мікрофлори нижнього відділу кишківника теплокровних тварин. Не всі штами мікроорганізму є патогенними і здатними викликати

Вірус імунодифіциту людини (ВІЛ)

ВІЛ уражає клітини імунної системи, головним чином CD4+ Т-лімфоцити, макрофаги та дендритні клітини. Інфіковані CD4+ Т-лімфоцити гинуть і як наслідок цього їх популяція поступово зменшується, при досягненні критично мінімального рівня, організм уражений ВІЛ втрачає опірність до різних інфекцій (навіть тих, що не є смертельними).

Висока вірулентність вірусу спричинена здатністю неструктурного білка самого віруса інгібувати продукцію інтерферонів І-го типу інфікованими клітинами.

Протягом усього трахео-бронхіального дерева відбувається відшарування епітелію, ексудативне запалення. У вогнищі запалення виникають чисельні тромбози судин і некрози тканини. Ураження судинної системипроявляєтьсяутому,щопідвищюєтьсяпроникність і ламкість судинної стінки, порушується мікроциркуляція. Зниження тонусу судин призводить до венозної гіперемії шкіри і слизових оболонок. Окрім того спостерігається набряк легень. Проникність судинної стінки призводить до того, що в міжальвеолярному просторі опиняється багато води. В результаті цього збільшена відстань між стінкою альвеоли та капіляра. Це призводить до того що не відбувається ефективний газообмін, оскільки кисень і вуглекислий газ не можуть пройти крізь воду.

Малярійний плазмодій є збудником малярії людини. Для нього характерний трансмісивний шлях передачі, головним чином через укуси комарів роду Anopheles. Молекулярногенетичний аналіз плазмодія свідчить про те, що ймовірно його предок належав до групи вільноживучих представників найпростіших. Найдревнішим знайденим скам’янілим решткам комарів із малярійним плазмодієм, щонайменше 30 мільйонів років.

Слід зазначити, що Люк Джеррам не самостійно створює усі свої робити, адже під його керівництвом працює ціла командапрофесійнихсклодувів,окрімтоговінконсультується із вченими-біолагами. Проте сама ідея створення скляних моделей біологічних об’єктів заслуговує на повагу.

Бактеріофаг Т4

Це ДНК вірус який атакує бактеріальні клітини і не уражає клітини людини. Бактеріофаг Т4 являється відносно великих розмірів фагом (діаметр - 90 нм, довжина – 200 нм). Для розвитку цей бактеріофаг використовує літичний шлях. ВіруснаДНКпроникаєвсерединуклітиниврезультатіін’єкції. Потрапивши у клітину вірусна ДНК координує експерісію генів клітини хазяїна на свою користь. В результаті цього бактеріальний метаболізм сповільнюється, синтезується м-РНК фага. Бактеріальні рибосоми починають ефектино функціонувати на м-РНК фагу Т4 синтезуючи вірусні білки, які збудують майбутній віріон.

Note:

1.Virus Taxonomy Classification and Nomenclature of Viruses. Edt.Andrew M.Q. King, Michael J.Adams, Eric B. Carstens, and Elliot J. Lefkowitz //Academic Press is an imprint of Elsevier. – 2012. - 1343 P.

2.http://egofree.ru/samyie-smertelnyie-bolezni-mogut-vyiglyadet-krasivo/

3.http://hotebcevo.ru/люк-джеррам-стеклянные-модели-вирусо/

4.http://www.cmog.org/collection/rakow-commission/luke-jerram

Підготувала: Анастасія Кирієнко