Проповеди об эволюции: модельный организм - друг биолога

Mar 06, 2020 21:07

Прочитал тут Сергей Глаголев, заведующий естественнонаучным отделением Московской гимназии на Юго-Западе № 1543, доцент СУНЦ МГУ, в "АРХЭ" вводную лекцию курса о модельных организмах в биологии.


Казалось бы, при чём тут рубрика "проповеди об эволюции", если речь идёт о биологических моделях? Так ведь ляпнул когда-то Феодосий Добжанский: "Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции". Да и - сразу крупный спойлер - дарвиновы вьюрки, которые широко известны в узких кругах как вдохновители Того Самого Чарльза, упомянуты будут :-)))


И кто ж такие эти модельные организмы? Определений несколько. Между строк читается ещё одно: "организм, который я (учёный) просто очень люблю и который должны любить все остальные". (Гипножабу в модельные организмы!)


Человек - существо уникальное замороченное. Хорошо, ещё можно понять, почему нельзя выводить у людей чистые линии (слишком трудно), тут логика этики ясна :-))) Но вот почему нельзя было долгое время вскрывать трупы...странные религиозные предрассудки были в Средневековье.
Хотя, если вспомнить некоторые средневековые же картинки...кто искал, тот находил пути удовлетворения научного любопытства! Эта картинка - из Дарвиновского музея.


Тут, правда, речь об античных временах - Клавдий Гален жил пораньше. Ну и вот, идёт себе спокойно по улице мертвец, никого не трогает. Тут сзади подкрадывается любопытный анатом, вскрывает несчастного и пишет про всё это книгу.
Вернёмся к сути. И всё же, с человеком возни было много, и потому вскрывали других животных. Особенно, думаю, удобно было с оленями. Собак в европейской культуре кушать как-то особо не принято, а вот оленя добыл на охоте, вскрыл для науки, а потом - на стол! Правда, сравнивать оленя с человеком - это не всегда корректно (с уважением, ваш К.О.). Напомню: олень - жвачное, из чего следуют небольшие отличия в пищеварительной системе :-)))
И надо ещё напомнить, что до родства всего живого - не только человека и других животных, но вообще всего - додумался Дарвин сравнительно недавно...
А то, что в дарвиновское время (но тогда, когда взгляды нашего любимого старика ещё не были хоть сколько-нибудь общепринятыми) Грегор Мендель избрал в качестве модельного объекта горох посевной, и результаты оказались применимы для других живых организмов (в том числе, между прочим, и для человека) - это, можно сказать, удача поверх неудачи. Изначально-то, оказывается (признаться, не знала этой исторической тонкости!) Мендель хотел ставить опыты на мышах. Но начальство сказало, что всё-таки скрещивать мышей в стенах монастыря нехорошо. Вот Мендель и перешёл на горох.


Вкратце суть вышесказанного.


Вот та самая полезная ссылка. Стоит вглядеться и припомнить, что самые далёкие родственники ближе, если рассматривать белок-кодирующую ДНК. Есть такие консервативные участки, которые у самых разных организмов выполняют схожие жизненно важные функции, и эволюция их особенно не ломает. А вот нейтральное может практически безболезненно меняться почаще.


Каков он, сферический в вакууме модельный объект для лабораторных исследований? Как видите, человек ни по одному параметру не подходит...
Тем не менее - забегая вперёд - на самом деле бывают случаи, когда совершенно неподходящий объект оказывается тем, что доктор прописал.


Конечно, учитывать надо ещё и то, ради чего всё исследование затевается. Кто-то ехидно может прокомментировать - "ради денег!" - но такие корыстолюбцы, надеюсь, среди моих читателей не водятся :-))) Проще говоря, если вы занимаетесь биологией развития, слон - не ваш выбор...


А вот тот случай, когда модельный объект нашёл своего исследователя (или исследователь - объект, как хотите ворочайте) опосредованно. Разглядел кто-то из учителей в маленьком Джоне Боннере биологический талант, и обратил тот внимание на удивительную протоплазму: слизевики, суть амёбки, временами собирающиеся вместе в некое подобие многоклеточного организма. (Был у меня, кстати, маленький восторженный пост про слизевиков; потыкайте ссылки!). Боннер прожил долгую жизнь, много людей заразил своим увлечением, и так стала протоплазма из лесной подстилки довольно-таки популярным модельным объектом.
И да, хорошая карикатура: жизненный цикл профессора Боннера :-)))


Выше голову, собратья-полевые биологи! Не весь научный прогресс делается в замкнутом лабораторном пространстве! Вот, Фриш следил за танцами пчёл, Лоренц разбирался в тонкостях гусиных отношений, а Тинберген вообще тусовался среди чаек. Вот и донаблюдались до Нобелевки :-)))


Впрочем, не знаю, добились ли бы успеха те товарищи сейчас. С одной стороны, сейчас много всякого полезного и мощного оборудования почти на все случаи жизни (и то - всё доступно, если у вас на всё это есть деньги; рынок, будь он неладен!). С другой - от учёного требуется от N до X статей в год. Неважно, чем он занимается - лишь бы писал статьи и участвовал в конференциях, писал статьи и участвовал в конференциях, писал статьи...ну, в общем, и так далее. Хорошо ли это? Моё личное предвзятое мнение - пожалуй, лишь в экстренных ситуациях! Одно дело - когда у вас появился какой-то патоген, от которого надо срочно изобретать спасение (я ни на что не намекаю), а другое - когда вы занимаетесь какой-нибудь там фундаментальной вещью, на детальное изучение которой требуется не один год. Многолетние исследования и единичный эксперимент - это же две большие разницы! Нельзя, по-моему, всех под одну гребёнку грести. И торопиться, если ситуация не какая-нибудь там опасная, не надо. Я всегда задаюсь полуриторическим вопросом: сумели бы Галилей и Дарвин стать великими учёными сегодня? Не уверена - во-первых, им не дали бы столько времени на исследования, а во-вторых - зуб даю, их не опубликовали бы нигде. Потому что их труды написаны не по требованиям, понимаете ли!


Чем детальнее становятся исследования, тем больше неожиданностей выясняется. Настолько лабораторные модельные зверюшки чувствительны ко всяким факторам, что может результат из одной лаборатории не повториться в другом! Так, в частности, обнаружилось, что самки лабораторных мышей и у людей пол прекрасно различают и потому больше любят работать...с себе подобными. Мужчина для них - стресс, понимаете ли. И очень, очень чутки млекопитающие к запахам. Есть потому идеи на тему того, чтобы с лабораторными зверюшками работали роботы. И то - заметил Сергей Менделевич - "у них может быть разный запах смазки"!
Маленькое орнитоцентрическое отступление на тему работы с живностью мужчин и женщин. По моему опыту, самцы птиц легче идут на контакт, и их обычно проще уговорить попозировать перед фотоаппаратом. Влияет ли здесь пол наблюдателя? Теоретически - возможно, на практике - вряд ли он играет какую-либо роль. Начнём с того, что птицы хоть и чувствуют запахи, но глобальных выводов из них не делают. И потом, чаще всего пернатые мужчины открыто защищают территорию, поют и всячески стараются привлечь внимание. Вот потому с ними и проще. А самки больше сидят на гнёздах, скрытно и тихо. Впрочем, именно самки часто способны на внезапную агрессию! Но и тут всё логично - защита гнезда...и, возможно, какие-то непонятные мне женские заморочки (шутка с гипотетической долей правды).


Кажется, человек за свою короткую эволюционную историю успел породить новый вид! Впрочем, его не признали как вид. Речь о знаменитой клеточной культуре HeLa, которая оказалась столь живучей, липучей ко всему и своенравной, что ей даже хотели отдельное название дать вот такое...но как-то не срослось. Гордыня, видно, человеческая не позволяет :-)))


iPSC - это индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Грубо говоря, стволовые клетки, полученные из соматических. Казалось бы, если есть такие клеточные культуры, зачем мучить бедных несчастных (сарказм) мышек-крысок, обезьянок (в особенности) и прочих? Тем более что некоторые результаты на мышах себя не оправдали? (Дальше была история про препарат, который ничего не сделал мышам, но оказался сильным тератогеном для людей, других приматов и - внезапно - кур; картинки там не для слабонервных - почитайте лучше эту статью на тему) Нет, господа. Клеточная культура - это круто, но это не организм всё-таки! А насчёт мучений...к сожалению, не вспомню, в какой именно книге Джеральда Даррелла была эта история, но суть расскажу. Там Даррелл одну даму, выступавшую против содержания животных в неволе, пригласил на обычную процедуру "чистки" какой-то обезьянки, которую только-только привезли в зоопарк. При этой даме с обезьянки снимали всякую тропическую мерзость - личинок, клещей и прочее. Чуть не целую банку набрали мерзости. Хорошо на воле животным, правда? А если говорить о лабораторных...если вы их выпустите, они станут обедом для хищников максимум на вторые сутки. Они - тепличные растения среди животных. Их кормят, за ними убирают, следят за их здоровьем. Любая дикая крыса, владей она речью, сама пошла бы к учёным и добровольно согласилась бы на все "муки", лишь бы не жить в жестокой естественной среде. Смерть лабораторных животных - это тоже, можно сказать, подарок: она максимально быстра и безболезненна. Так что оставьте в покое лабораторных животных, зоозащитники так называемые. Или идите добровольцами на опыты сами :-)))
Кстати, научно-фантастический пассаж. Вспомнилась одна из серий "Доктора Кто", в которой люди-кошки выращивали в больнице людей (не особенно даже отягощённых разумом), которых заражали всякими болезнями, и благодаря этому легко и быстро разрабатывались от этих болезней лекарства. Как водится, этих "жертв науки" в итоге зачем-то освободили - якобы добро восторжествовало. А идея-то ведь хорошая! Что, если выращивать человеческие тела, у которых отсутствует высшая нервная деятельность, и на них-то отрабатывать лекарства? А модельных животных оставить на нужды фундаментальной биологии? По-моему, было бы здорово!
Да и вообще, мне кажется, искусственное выращивание людей помогло бы решить некоторые проблемы…но это уже далёкий уход от темы.
Вернёмся всё-таки к вопросу о том, насколько результаты, полученные на моделях, применимы к нашей любимой двуногой обезьяне.


Часто - очень даже! Вспомните тот график про ДНК разных организмов. Гены, связанные с некоторыми человеческими болезнями, есть даже у дрожжей - что уж говорить о мышах...


Ещё об этике - язвительно :-))) Расскажу я в своё время об одном из обиднейших упущений, которое было вызвано если не какой-нибудь там особо "высокоморальной" комиссией, то непонятными "этическими соображениями" самих исследователей.
Впрочем, если как-то мимо этих церберов пройти, можно и мышам мозги человеческие делать!


Шутка юмора. Просто у этих мышей были человеческие глиальные клетки в мозге - это не те самые нейроны, которыми, грубо говоря, думают, а поддержка для оных.
И то в конце статьи говорят о том, что с обезьянами номер не пройдёт из-за этических сложностей...
Дальше я чуть-чуть нарушу порядок - обзор, право имею :-))) Речь пойдёт уже непосредственно об основных модельных организмах. Неполный список даёт, собственно, "Биомолекула" - соавтор курса:




Есть и ещё поразлапистее список - пусть даже и в банальной Википедии :-)))
Заметьте - среди них есть те, кого бы внимательный читатель и не заподозрил бы в принадлежности к модельным организмам. И я не о дарвиновых вьюрках, которых изучают в поле (а для биолога всё, что не кабинет, "поле" - даже какой-нибудь лес, дремучий и грозящий :-))), а не в лаборатории. Я об истинно лабораторной...


...аплизии. Ещё называют эту скотинку морским зайцем :-))) Это голожаберный моллюск, который не во всяком морском аквариуме выживает, а уж тем более - размножается. А если и размножается, то делает это медленно и неохотно. Казалось бы - зачем такой "морской косой" сдался биологам? А у моллюсков этого рода всего по 20 тысяч нервных клеток на рыло, и клетки эти крупные, заметные даже для невооружённого глаза, да ещё и по цветам различаются. Вот на ком, например, механизмы памяти изучать удобно! Это и заметил Эрик Кандель (пожилой джентльмен с бабочкой :-))). Получил за свои исследования Нобелевку и написал пару хороших книг. На которые, каюсь, почему-то я раньше внимания не обращала. Сейчас понимаю, что зря, постараюсь в ближайшем будущем искупить грех Кандель-равнодушия и прочесть труды :-)))


И всякие энтузиасты постоянно предлагают всё новые и новые объекты для самых разных целей. Колюшка - друг эволюционного биолога, голый землекоп - друг и для физиолога, и для генетика, и для биомедицины интересен...ну и так далее.
К слову, случайно наткнулась. Вроде бы записали (по крайней мере, собирались) в модели тупайю - родственника приматов, которого не так жалко как обезьян у которого репродуктивный цикл покороче, которого содержать легче и у которого интересная иммунная система по сравнению с приматами. Но тут всё как раз банально - модельный объект оказывается едва ль не близок к сферическому в вакууме идеалу.
А вот на ком, скажите, интереснее всего изучать обоняние и связанные с ним гены?


Вот вам! Собаки, оказывается, коровам, лошадям и слонам (!) проигрывают по числу функционирующих генов, связанных с обонянием! Впрочем, насчёт слонов, подозреваю, определённая логика есть (минутка отсебятины): просто-напросто площадь поверхности в носу (хоботе) побольше, и это хозяйство обслуживать надо тщательнее...
На секунду представила себе, как по аэропорту ходит мужик в форме...и со слоном на поводке. Хоботное ищет по запаху наркотики и взрывчатку. Думаю, если бы слонов действительно в таких целях использовали, можно было бы и на оружии сэкономить. "Бобик! Затоптать!" :-)))


Коротко-коротко пробежимся по некоторым из "тех самых". Между прочим, на одной картинке тут два модельных объекта сразу. Внизу справа - несчастную кишечную палочку терроризирует вирус, фаг лямбда, простите за выражение :-)))


Это уже покрупнее живность - аж целый миллиметр в длину.


Именно этот червячок стал первым животным, у которого полностью расшифровали геном. Не дрозофила знаменитая, а именно ещё менее заметная мелочь. Зато учёные, изучающие ценорабдитиса, знают буквально каждую его клетку поимённо и даже знают, как она связана с другими (аж коннектом собрали).
Что до дрозофил, упомянуто было то, что они должны были доказать, что за наследственность отвечают не хромосомы. На то надеялся Томас Морган. Обломился и создал хромосомную теорию наследственности :-)))


Шпорцевые лягушки, всю жизнь проводящие в воде - важные объекты для биологии развития. С их помощью (и вроде как ещё тритонов) обнаружился и чудо-организатор (нетрудно догадаться, что ныне он называется организатором Шпемана :-))) - участок гаструлы, благодаря которому клетки зародыша выстраиваются в сложный организм.
Но мне ещё почему-то вспомнился уморительный эпизод про корыто с этими лягушками в книге Даррелла "Зоопарк в моём багаже" (кстати, из даррелловских книг эта - моя самая любимая)...


А это, простите, моё. И фиг я вам чего до 30 апреля об этом расскажу! :-)))


Ну и классика жанра :-))) Неудивительно, если вы сразу обратили внимание на мышку с синей лампочкой. Думаю, о ней будет подробный рассказ в рамках курса, но я приложу статейку про оптогенетику сейчас - ибо, увы, вряд ли смогу обозреть весь курс, время сейчас по-другому распределяю. Придётся очень выборочно это делать. Ну хоть как-то! Хотите больше и лучше - смотрите лекции (или даже ходите на них :-))) сами!

Сергей Глаголев, проповеди об эволюции, наука, эволюция, биология, лекции, биотехнология, Архэ

Previous post Next post
Up