Первичное свойство первичных мышц

Это затруднение можно преодолеть посредством специализации рецепторов ресничек и медиаторов или при помощи труб. Нужно проложить трубы от рецепторов к регулируемым ими ресничкам, и тогда регуляторное вещество будет диффундировать в строго заданном направлении. Морфогенная проблема создания полых цилиндров — труб решена в эволюции раньше. Организму достаточно иметь необходимый набор макромолекул белков и трубы нужного диаметра самособерутся из этих морфологических единиц. Здесь возникает задача «правильной» укладки труб, а именно соединения ими строго определенных ресничек и рецепторов. Как решается эта задача внутри одной клетки — я не знаю. Однако сам факт наличия внутри клеток большого числа микротрубочек установлен и очень занимает внимание цитоморфологов в последнее время. Существование таких трубочек внутри клетки, как мне кажется, обеспечивает необходимую точность адресования сигналов, строго направленную диффузию специфических химических веществ-регуляторов
Пытаясь выяснить возможную химическую природу этого вещества-регулятора, мы должны будем использовать уже полученные нами сведения о механизмах регулирования биений ундулоподий. Вряд ли в качестве регулятора можно использовать АТФ-рецептор сам потребляет чужую АТФ, поставляемую специализированными биохимическими системами, но им может быть какой-либо регулятор АТФ-азной активности. Опираясь на знания биохимии современных организмов, мы должны были бы поручить эту роль ионам кальция. Диффузия по трубке ионов кальция или связывающих их веществ могла бы служить хорошим способом управления биения ресничек. Правдоподобность такого способа регуляции двигательной активности следует из многих данных о работе различных аппаратов движения. Именно так регулируется сокращение стебелька сувойки. Изменение концентрации ионов кальция регулирует работу мышц всех видов — недаром роли кальция в биологических процессах посвящаются специальные книги. Примем пока, что внутри одной клетки регуляторные импульсы от рецепторов передаются двигательным органеллам по специальным трубам в виде порций ионов кальция или веществ, изменяющих состояние кальция в ундулоподиях.
Теперь наш реснитчатый организм выглядит следующим образом. Основные рецепторы специализированы по виду принимаемых ими сигналов и расположены на том конце эллипсоида, который направлен в сторону своего движения. Это головной конец эллипсоида, противоположный его конец — хвост. Ундулоподий покрывают поверхность организма не равномерно, а так, чтобы обеспечить наиболее рациональное их движение в нужном направлении. Рецепторы связаны с ундулоподиями посредством трубочек, передающих химические сигналы.
По-видимому, дальнейшее совершенствование такого одноклеточного организма может идти по пути все большей дифференцированное™ рецепторов, все более рационального их расположения, группировки, взаимодействия, все более совершенной связи с ундулоподиями. Однако никакого существенного увеличения в скорости перемещения к цели этим уже не достичь. Она лимитируется предельной, невысокой скоростью движения организмов посредством ресничек. Управление же движением, совершаемым посредством мышц, требует решения совсем других задач. Как мы уже показали выше, движение при помощи мышц состоит в изменении формы клетки в целом, и поэтому направленное перемещение организма может быть осуществлено лишь в многоклеточном организме. В конце предыдущей главы уже отмечалось, что само возникновение многоклеточных организмов, по-видимому, обусловлено именно решением в процессе эволюции задачи резкого ускорения управляемого направленного движения. Мы пришли к выводу об обусловленности возникновения многоклеточное™ именно необходимостью все болышх скоростей перемещения в пространстве. В многоклеточном организме каждая отдельная мышечная клетка аналогична по своей функции ундулоподий одноклеточного организма. Только совокупность мышечных клеток может обеспечить движение организма в разных направлениях. Управление перемещением такого организма требует решения почти тех же задач, что и в случае реснитчатого эллипсоида. Необходимо, 1тобы сигналы от рецепторов, сгруппированных в определенны: зонах поверхности тела, поступали в мышечные клетки и регулировали частоту и силу их спонтанного ритмического сокращении (Мы предполагаем, что спонтанное ритмическое сокращение является первичным свойством первичных мышц).
Однако теперь проблема передачи сигналов усложняется. Речь идет теперь об их передаче не внутри одной клетки, а от одной клетки к другой. Здесь уже эволюции приходится думать о передаче сигналов через поверхностную мембрану клеток или посредством нее. Теперь нужны морфологические связи, быть может, такие же трубы между клетками. Однако трубы с диффундирующими в них сигнальными химическими веществами уже непригодны: скорость диффузии и в данном случае оказывается узким местом — она совершенно недостаточна для управления движением мышечных клеток. Нужно время порядка 1 — 10 сек для передачи сигнала диффузионным путем от клетки к клетке при характерном размере клетки 10~2 см.







Материалы

Яндекс.Метрика