Предшественик на домашните свине е дивата свиня, която принадлежи към рода на парнокопитните непреживни животни. В момента тези селскостопански животни се отглеждат в много страни по света. Но те са най-популярни в Европа, Русия и страните от Източна Азия.
Външен вид на прасе
Домашните свине не се различават много от своите предци, дивите свине. Единственото нещо е, че прасенцата обикновено не са покрити с толкова гъста коса. Анатомията на прасето и дивата свиня е почти идентична.
Отличителни черти на домашните прасенца са:
- компактна конструкция;
- крака с копита;
- линия на косата, представена от четина.
Удължена муцуна, завършваща с пета, която служи за разхлабване на почвата при търсене на храна - това, разбира се, също е едно от основните характерни особеностипрасета. На снимката по-долу можете да видите колко удобно е прасенцата да използват този орган, дори когато се отглеждат у дома. Свинската муцуна е хрущялен подвижен диск.
По формата на главата на прасето можете, наред с други неща, да определите неговия вид. При представителите на месните породи тя е донякъде удължена. При мазните прасенца тази част на тялото има по-заоблена форма.
Анатомия на прасето: Мускулно-скелетна система
Прасенцата принадлежат към класа на бозайниците. Скелетът на тези животни е представен от приблизително 200 кости. Разграничават се следните видове:
- дълъг тръбен;
- къс;
- дълги извити;
- ламеларен.
Самият скелет на прасето се състои от няколко секции:
- черепи;
- тяло и опашка;
- крайници.
Мускулната система на прасето е представена от гладки мускули и скелетни мускули. Костите в тялото на тези животни са свързани с колагенови влакна, които образуват стави. Общо прасетата имат няколко несдвоени и около 200-250 сдвоени мускула.
Храносмилателна и отделителна система
Прасенцата са практически всеядни животни. И храносмилателната система на прасетата, разбира се, е много добре развита. Основните му отдели са:
- устна кухина;
- фаринкса и хранопровода;
- еднокамерен стомах;
- дебели и тънки черва;
- ректума;
- анус.
Черният дроб, както всеки друг бозайник, е отговорен за филтрирането на кръвта и неутрализирането на вредните вещества при свинете. Стомахът на тези животни се намира в левия хипохондриум, а панкреасът е в десния.
Пикочно-половата система
Едно от несъмнените предимства на свинете като селскостопански животни е тяхната висока плодовитост. Репродуктивна системаглигани е представен от следните тела:
- скротум и тестис;
- канал и семенна връв;
- урогенитален канал;
- пенис;
- специална кожна гънка, покриваща пениса - препуциум.
Репродуктивната система на женско прасе е представена от следните органи:
- яйчници;
- фалопиеви тръби;
- матката и влагалището;
- външни органи.
Сексуалният цикъл на прасето може да продължи от 18 до 21 дни. Тези животни носят своите малки за 110-118 дни. Една свиня може да роди до 20 малки. Това е дори повече от това на зайците, известни със своята плодовитост.
Пикочно-половата система на свинете също е представена от:
- сдвоени пъпки;
- уретери;
- пикочен мехур;
- пикочен канал.
При мъжете уретрата, наред с други неща, носи и полови продукти. При прасетата се отваря в преддверието на вагината.
Нервна система
Свинете са високо развити животни. Смята се, че са сходни по интелигентност с кучетата. Тези животни, например, могат лесно да бъдат научени да изпълняват различни видове команди. Подобно на кучетата, прасетата могат да се върнат отдалече на местата, където някога са живели.
Нервна систематези животни са представени от:
- главен и гръбначен мозък с ганглии;
- нерви.
Мозъкът на тези животни има две полукълба с извивки и е покрит с кора. Теглото му при прасетата варира от 95-145 г. Дължината на гръбначния мозък при тези животни може да бъде 119-139 см.
Сърдечно-съдовата система
Подобно на други бозайници, централния орган на кръвообращението при свинете е сърцето. Има конусовидна форма и е разделена на дясна и лява половина с надлъжна преграда. Свивайки се ритмично, сърцето на прасето изпомпва кръв из цялото му тяло. Всяка половина от сърцето на животното от своя страна е разделена от напречни клапи на вентрикул и атриум.
Свинската кръв се състои от плазма и червени кръвни клетки, тромбоцити и левкоцити, плаващи в нея. От сърцето през животинското тяло тече през артериите и се връща към него през вените. Също така, кръвоносната система на прасето е представена от капиляри, през стените на които кислородът навлиза в тъканите.
Различни видове чужди частици и микроорганизми се неутрализират в тялото на тези животни в лимфните възли.
Характеристики на структурата на свинската кожа
Дебелината на кожата на прасенцата може да варира между 1,5-3 mm. При чистокръвните прасета тази цифра може дори да бъде равна само на 0,6-1 mm. В същото време подкожният слой на прасенцата съдържа много голям броймазнини и може да достигне огромна дебелина.
Възрастните мъжки имат щит отстрани на раменния пояс и гърдите, състоящ се от уплътнени кичури с мастни подложки. Тази формация защитава дивите свине по време на боеве през жегите.
Твърдите четинови косми по кожата на прасетата се редуват с меки. Плътността на косата при прасенца от различни породи може да бъде различна. В повечето случаи фермите отглеждат, разбира се, голи прасенца. Но има и породи, чиито представители са покрити с гъста коса, приблизително същата като дивите свине.
Анализатори, органи на слуха и зрението
Следователно сърдечно-съдовата система на свинете е много добре развита. Същото важи и за другите органи на прасенцата. Например прасетата имат отлично обоняние.
Органът, отговорен за възприемането на миризмите при тези животни, се намира в носния проход и се състои от:
- обонятелен епител;
- рецепторни клетки;
- нервни окончания.
Усещането за допир при свинете се осъществява от рецепторите на опорно-двигателния апарат, лигавиците и кожата. Органите на вкуса при тези животни са папили, разположени в устната лигавица. Очните ябълки на прасетата са свързани с мозъка чрез зрителния нерв.
Ушите на тези животни се състоят от следните части:
- кохлеарна част;
- проводящи пътища;
- мозъчни тръстове.
Прилики и разлики между прасетата и хората
Хората, както всички знаят, принадлежат към класа на приматите и са произлезли от маймуни. Чисто външно човек, разбира се, най-много прилича на това животно. Същото важи и за сградите вътрешни органи. По отношение на физиологията и анатомията обаче хората са доста близки до прасето.
Например, като хората, прасенцата са всеядни. Смята се, че някога са били опитомени именно заради това. Глиганите с готовност ядяха остатъците от човешка храна. Единствената разлика между хората и прасетата в това отношение е, че последните имат по-малко рецептори за горчив вкус в устата си. Прасето възприема сладките и горчивите неща малко по-различно от човека.
Както знаете, структурата на сърцето на прасето не се различава много от човешкото сърце. Лекарите дори се опитват да използват прасенца в това отношение като донори както за хора, така и за маймуни. Сърцето на прасенцата тежи 320 g, при хората - 300 g.
Много подобна на човешка и свинска кожа. Тези животни, подобно на хората, могат дори да правят слънчеви бани. Хората и прасетата също са сходни по структура:
- очи;
- черен дроб;
- бъбреци;
- зъби.
Жълтата преса понякога дори мига информация, че понякога свине майки в САЩ и Китай се използват за носене на човешки ембриони.
Какво мислят учените?
Хората отдавна отглеждат прасенца. И анатомията на прасетата е проучена, разбира се, просто перфектно. Въпреки това, за съжаление, няма ясен отговор на въпроса защо прасенцата и приматите са толкова сходни. В това отношение има само няколко непроверени хипотези. Например някои учени смятат, че самото прасе някога е произлязло от примат.
Дори има потвърждение на тази невероятна хипотеза. На остров Мадагаскар изследователите откриха фосилни останки от лемури с дълга муцуна с муцуна. Подобно на прасетата, тези животни някога са разкъсвали земята с носовете си в търсене на храна. Освен това, вместо копита, те имаха ръка с пет пръста, като на човек. Да, и ембрионите на съвременните прасета, колкото и да е странно, имат формата на ръка с пет пръста и муцуна, като примат.
Древните легенди също дават своеобразно потвърждение, че някога прасенцата са били примати. Например, една от легендите на жителите на остров Бот твърди, че в древни времена героят Кат е направил хора и прасета по същия модел. По-късно обаче прасенцата поискаха да имат свои собствени различия и започнаха да ходят на четири крака.
Болести по хората и свинете
Учените са забелязали, че приликата между хората и прасетата не се ограничава само до анатомичната структура на органите. Болестите са почти еднакви при приматите и прасенцата. Например прасетата, подобно на хората, могат да развият болестта на Алцхаймер в напреднала възраст. Освен това прасенцата много често страдат от затлъстяване. При тези животни може да се наблюдава и болест на Паркинсон. Прасето на снимката по-долу страда точно от такова заболяване.
Трансгенни животни
Сърцето и другите органи на прасенцата и хората са подобни. Но все пак не са идентични. За съжаление експериментите за трансплантация на органи от свине на хора са завършили с неуспех поради отхвърляне на тъканите. За да решат този проблем, учените започнаха да отглеждат специални трансгенни прасета. За да се създадат такива прасенца, два човешки гена се въвеждат в ембриона и един ген на прасето се дезактивира.
Много учени вярват, че бъдещите експерименти в развъждането на трансгенни прасета могат действително да помогнат за решаването на проблема с отхвърлянето на тъкани по време на трансплантация на органи. Между другото, вече има доказателства за това. Например през 2011 г. руски хирурзи успешно трансплантираха трансгенна сърдечна клапа на прасе на пациент.
Сходство на генетично ниво
Анатомията и физиологията на прасетата са такива, че някои учени ги смятат за точен биологичен модел на хората. По отношение на структурата на ДНК маймуните, разбира се, са най-близки до хората. Например, разликите в гените на хората и шимпанзетата са само 1-2%.
Но по структура на ДНК прасетата също са доста близки до хората. Приликата между човешка и свинска ДНК, разбира се, не е толкова голяма. Въпреки това учените са установили, че при хората и прасенцата някои видове протеини са много сходни по състав. Ето защо прасенцата някога са били активно използвани за получаване на инсулин.
Напоследък темата за отглеждането на човешки органи в прасенцата предизвика много спорове в научния свят. Чисто теоретично извършването на такива процедури не е невъзможно. В края на краищата човешкият и свинският геном наистина са донякъде сходни.
За да се получат органи, човешките стволови клетки могат просто да бъдат поставени в яйце на свиня. В резултат на това ще се развие хибрид, от който в бъдеще ще расте не пълноценен организъм, а само един орган. Това може да бъде например сърцето или далака.
Разбира се, органите, отгледани в прасета, могат да спасят живота на много хора. Много учени обаче са противници на този метод. Първо, провеждането на такива експерименти, разбира се, е нехуманно за самите прасета. Второ, смята се, че отглеждането на човешки органи при прасета може да доведе до появата на нови генетично модифицирани патогени, които могат да убият милиони хора.
Геном човек-свине
Свинската кръв е биологично 70% идентична с човешката. Това направи възможно провеждането на един много интересен експеримент. Учените взеха бременна свиня и инжектираха ембрионите с бяла човешка кръв, съдържаща наследствена информация. Бременността на животното завърши с успешно раждане.
В кръвта на новородени прасенца изследователите впоследствие откриха клетки, съдържащи големи участъци както от човешки, така и от свински хромозоми. Това, разбира се, се превърна в истинска сензация в научния свят. Освен всичко друго, такива клетки в телата на прасенцата също се оказаха устойчиви. Тоест, те са се запазили дълго време след раждането. Просто казано, учените са получили стабилен геном човек-свине за първи път. Разбира се, в тялото на тестовите прасенца имаше малко такива клетки и животните по никакъв начин не приличаха на хората. Самият получен геном обаче съдържа повече от една трета от човешкия материал.
Други изследвания на учени
Както и да е, анатомията на прасетата е добре проучена и идеята за използване на тези животни като донори изглежда доста привлекателна. Повечето учени смятат, че в това няма нищо невъзможно. Изследователите в това отношение вече имат доста сериозни постижения. Например, учените успяха да открият, че нервните клетки, взети от тялото на прасенца, са в състояние да изправят парализирани хора отново на крака.
От свински колаген вече се произвеждат много висококачествени контактни лещи. Хрущялни клетки от уши на прасенца се използват за отглеждане на изкуствени гърди. Учените са създали и прасе, което произвежда омега-3 мастни киселини, които са полезни за човешкото сърце.
90% от откритията в медицината са направени благодарение на лабораторни гризачи. Те бяха първите „дегустатори” на известни лекарства, върху тях са тествани антибиотици, благодарение на тях научихме как алкохолът, наркотиците, радиацията влияят на човешкия организъм... Защо плъхове?
Как е подобно:плъхът изненадващо съвпада с човека по кръвен състав и тъканна структура; единственото животно, което като хората има абстрактно мислене. Именно способността да се правят заключения позволява на тези животни да бъдат толкова упорити.
прасе
Изкопаеми трупове на големи свинеглави лемури, Megaladapis, бяха открити на остров Мадагаскар. Вместо свински копита те имаха „човешка“ ръка с пет пръста. Има широкообхватни планове за използване на... свине майки като сурогатни майки, които да носят човешки ембриони.
Как е подобно:ембрионът на прасето има формата на ръка с пет пръста и муцуна, подобна на човешко лице - копитата и муцуната се развиват само непосредствено преди раждането; Физиологията на прасето е най-близка до тази на човека. Не без причина органите на прасетата могат да се използват за трансплантации на черен дроб, бъбреци, далак и сърце.
Делфин
Професор А. Портман (Швейцария) проведе изследване на умствените способности на животните. Според резултатите от теста на първо място е човек с 215 точки, на второ място е делфин със 190 точки, на трето място е слон, а на четвърто място е маймуна.
Как е подобно:Хората и делфините имат най-силно развит мозък. Теглото на нашия мозък е около 1,4 кг, на техния 1,7, а при същата маймуна е три пъти по-малко. Кората на главния мозък на делфините има два пъти повече извивки от нашата. Следователно делфинът е в състояние да усвои 1,5 пъти повече знания от човека.
Велика маймуна
Има четири вида от тях: най-големият и най-силен е горилата, след това орангутанът, следващият по големина е шимпанзето и накрая най-малкият е гибонът.
Как е подобно:структура на скелета, подобна на тази на човека; способност за изправено ходене; заделени палец(но не само на ръцете, но и на краката); живот в семейство и, като правило, малкото напуска само след среща с потенциален съпруг.
Риба
Изглежда къде сме ние и къде са рибите? Ние сме топлокръвни. Те са студенокръвни, ние живеем на сушата, те живеят във водата, но...
Как е подобно:рибеният колаген (протеин, който е в основата на съединителната тъкан на тялото - сухожилия, кости, хрущяли, кожа, осигуряващ нейната здравина и еластичност) има протеинова молекула, почти идентична с тази на човека. Това свойство често се използва в козметологията при направата на кремове.
Не със сигурност по този начин! Това твърдение беше актуално преди няколко десетилетия. По това време се е смятало, че най-близкият роднина на човека е маймуната. Това се потвърждава от така наречената скала за интелигентност сред животните. Според тази скала човекоподобните маймуни стояха най-близо. Въпреки това, редица експерименти и експерименти, проведени в момента, се отдалечават от тясна връзка с хората.
Според теорията на еволюцията Хомо сапиенс е недоразвита маймуна, която има една хромозома по-малко от например шимпанзето, но има подобна структура на черепа и предните крайници. Понастоящем теорията на Чарлз Дарвин за произхода на човека от маймуните не е потвърдена, което позволява на световните научни умове да търсят все повече и повече нови „роднини“ на човека.
Прилики между хората и делфините
Изследователи, които са изследвали мозъка, са установили, че енцефалограмата на афалите ги доближава до хората. Факт е, че мозъкът на този вид делфини е възможно най-подобен на този на човека. Сивото вещество при тези животни е малко по-голямо, отколкото при хората, и също така съдържа повече извивки. Според изследванията на швейцарския професор А. Портман умствените характеристики на делфина заемат почетно второ място след хората (трето място при слоновете и четвърто място при маймуните).
Какво обединява хората и прасетата?
Анатомичната структура на прасетата ни позволява да ги наречем най-близките роднини на хората. Факт е, че ембрионът на този бозайник има крайник с пет пръста и муцуна, която много напомня на човешко лице. Муцуната на лицето на прасето и копитата на краката се развиват точно преди раждането. Освен това вече родените прасета имат максимална физиология с хората. Ето защо органите на свинете (черен дроб, бъбреци, сърце, далак) се използват в хирургията за трансплантация на хора.
Прилики между хора и плъхове
Тези гризачи също удивително копират хората на анатомично ниво, но не толкова, колкото прасетата. Плъховете имат същия кръвен състав и тъканна структура като хората. Любопитно е, че тези гризачи са единствените животни в света, които (подобно на хората) притежават абстрактно мислене. Плъховете са в състояние да правят прости заключения, което им позволява да бъдат толкова упорити. Освен това, ако плъхът се увеличи до размера на човек и след това скелетът се изправи, можете да видите, че ставите на хората и плъховете имат еднаква анатомична структура, а костите имат равен брой фрагменти.
Още по темата6 мита за гените
Тясната връзка между прасетата и хората, етническата принадлежност, присъща на гените, и други често срещани погрешни схващания за гените
PostScience развенчава научните митове и се бори с общоприетите погрешни схващания. Помолихме нашите експерти да коментират установените представи за ролята на гените в човешкото тяло и механизмите на наследствеността.
Свинята, най-близка генетично до човека
Михаил Гелфанд- доктор на биологичните науки, професор, заместник-директор на Института за проблеми на предаването на информация на Руската академия на науките, член на Европейската академия, лауреат на наградата на името на. А.А. Баева, член на Обществения съвет към МОН, един от основателите на Dissernet
Не е вярно.
Този въпрос е много лесен за тестване: просто вземате геномните последователности на хора и други бозайници и виждате на кои са най-сходни. Там чудо не става. Човек най прилича на шимпанзе, след това горилата, други примати, след това гризачи. Там прасета няма.
Ако разгледаме този случай, резултатът ще бъде смешен, защото най-близките роднини на прасето ще бъдат хипопотами и китове. Това е успех на молекулярната еволюционна биология, защото китовете са се променили толкова много, че морфологични характеристикиБеше доста трудно да се разбере на кого приличат.
Възможен източник на мита може да е, че на прасетата липсват някои от протеините, които правят тъканта разпознаваема от човешката имунна система. Свинските органи наистина са най-подходящи сред бозайниците за трансплантация в хора, особено ако става дума за генетично модифицирано прасе, в което някои гени са допълнително потиснати. Шимпанзетата са по-подходящи, но никой няма да позволи шимпанзето да бъде измъчвано, за да спаси човек.
Във всеки случай „генетично“ не е много правилен термин. Можем да кажем, например, че генетично първите братовчеди са по-близки един до друг от четвъртите братовчеди. Когато сравнявате животни, които не се кръстосват, няма намесена генетика. Генетиката е наука, която казва какво се случва в потомството при кръстосване на два индивида. Правилният термин би бил "филогенетичен", т.е. този, който отразява произхода. И от гледна точка на общия произход прасето е по-близо до кучетата, отколкото до хората.
Гените определят всички индивидуални човешки черти
Мария Шутова— Кандидат на биологичните науки, изследовател в Лабораторията по генетични основи на клетъчните технологии, Институт по обща генетика, Руската академия на науките
Това е вярно, но отчасти.
Важното е как работят тези гени и много фактори могат да повлияят на това как работят. Например, индивидуални различия в ДНК последователността, така наречените единични нуклеотидни полиморфизми или SNP. Около 120 от тези SNPs отличават всеки от нас от нашите родители и братя и сестри. Съществуват и голям брой модификации на генома, които се наричат епигенетични, т.е. надгенетични, които не засягат ДНК последователността, но засягат функционирането на гените. Освен това не може да се отрече доста голямото влияние на околната среда върху експресията на определени гени. Най-очевидният пример са еднояйчните близнаци, чиито геноми са възможно най-близки един до друг, но можем да видим ясни разлики, както физиологични, така и поведенчески. Това илюстрира доста добре влиянието на генома, епигенетиката и външните фактори на околната среда.
Можете да опитате да оцените приноса на генетиката и външните фактори за проявата на определена черта. Ако говорим за някакви патогенни мутации, които водят до много тежки генетични синдроми като синдрома на Даун, тогава приносът на гените е сто процента. За по-малки щети, свързани с болестта на Паркинсон, Алцхаймер , различни видоверак, има оценки за това колко често хората с определена мутация проявяват съответния синдром и те могат да варират от няколко процента до няколко десетки процента. Ако говорим за сложни черти, които включват работата на много гени едновременно, като поведенчески черти, тогава това, например, се влияе от нивото на хормоните, което може да се определи генетично, но също голяма ролясоциалната среда играе роля. Следователно процентът не е много ясен и силно зависи от конкретния атрибут.
Този мит е частично верен: всеки знае, че се различаваме един от друг в ДНК последователността, има много научно-популярни статии за връзката на определен полиморфизъм (мутация) с цвета на очите, къдриците и способността за бързо бягане. Но не всеки мисли за приноса на надгенетичните фактори и външната среда за изразяването на всяка черта и освен това този принос е доста трудно да се оцени. Явно това е причината за възникването на подобен мит.
Анализът на генома може да разкрие етническа принадлежност
Светлана Боринская
Не е вярно.
Принадлежността към определена етническа група се определя от културата, а не от гените. Семейството влияе с коя етническа група (или групи, ако родителите имат различен етнос) се идентифицира човек. Но това влияние се определя не от гените, а от възпитанието, традициите на обществото, в което човек е израснал, езика, който говори, и много други културни особености.
Разбира се, всеки получава от родителите си не само език и възпитание, но и гени. Кои родителски гени получава детето се определя от сливането на спермата и яйцеклетката. Именно в този момент се формира геномът на индивида - съвкупността от цялата наследствена информация, която във взаимодействие с околната среда определя по-нататъшното развитие на организма.
Процесите на изолация на отделните групи, осеяни с миграции и смесване на народи, оставят генетични „следи“. Ако броят на браковете в една група надвишава притока на гени отвън, тогава такава група натрупва генни варианти, които по отношение на спектъра и честотата на поява я отличават от съседите.
Такива разлики бяха идентифицирани при изучаване на групи от населението, живеещи в различни региони на света и имащи различни етноси. Следователно анализът на генома може да покаже към коя група принадлежат роднините и предците на дадено лице - ако тези повече или по-малко далечни роднини вече са били изследвани от популационните генетици и ако по време на изследването са посочили своята етническа принадлежност. Но този анализ не посочва националността или етническата принадлежност на собственика на анализирания геном - тази националност може да е същата като тази на неговите роднини (особено ако са близки роднини), но може и да е напълно различна.
Националност (или етническа принадлежност) не е свързано с гени; това явление не е биологично, а културно. Времената, когато се смяташе, че етническата принадлежност има биологична природа, останаха в миналото. Етническата принадлежност, както и езикът, не е вродена характеристика – тя се придобива (или не се придобива) в общуването с други хора. Митът, че „кръвта“ или гените определят националността (или други характеристики, повлияни от културата), е много опасен. Използван е неведнъж за манипулиране на общественото съзнание, последствията от което варират от различна степен на дискриминация до геноцид.
Всички мутации са вредни
Антон Бъздин— Доктор на биологичните науки, ръководител на групата за геномен анализ на клетъчни сигнални системи в Института по биоорганична химия на името на. Академици М. М. Шемякин и Ю. А. Овчинников РАН
Не е вярно.
Много мутации са наистина вредни, но не всички. По-специално, някои мутации са настъпили в нашия общ прародител с шимпанзетата, което е довело до появата на нас, хората. Дали тази мутация се счита за полезна е въпрос.
Мутациите за самия организъм могат да бъдат полезни, неутрални или вредни. Повечето мутации са неутрални. След това идват вредните и много, много малка част може да се счита за полезна. По-конкретно, разликата между хората в човешката популация на нашата планета, разбира се, се определя от комбинацията от някои нормални генни варианти, които сега се наричат нормални, но са възникнали в даден момент като мутации. Тогава тези мутации се наложиха и някои от тях са полезни.
Увреждането на някои гени може да има неочаквани положителни последици. Например, човек става резистентен към определени патогени, като вируса на човешката имунна недостатъчност. Класически пример е сърповидно-клетъчната анемия, при която се образува анормална форма на хемоглобин. Наличието на тази мутация обаче предотвратява заразяването с малария, поради което тя се е наложила в Африка. Хората, които нямат тази мутация, умират, а тези, които я имат, получават шанс да оцелеят. От една страна това е вредна мутация, но от друга страна е полезна.
Има мутации, които са променили активността на някои метаболитни ензими, тоест протеини, които са отговорни за това как млякото, или мазнините, или алкохолът, и така нататък се метаболизират в нашите тела. В различни популации е имало селекция за някои от тези мутации, които сега се считат за нормални варианти (но едно време това са били, разбира се, мутации), което е довело до факта, че например жителите на север метаболизират мазнините повече активно от жителите на юг. Това се дължи и на оцеляването на север. Известно е, че европейците и азиатците имат различен метаболизъм на етанола.
U различни хораразлични гени
Инга Полетаева— Доктор на биологичните науки, водещ изследовател в Лабораторията по физиология и генетика на поведението на Департамента по висше образование нервна дейностБиологически факултет на Московския държавен университет. М.В. Ломоносов
Това е вярно, но отчасти.
Всички гени, които съставляват генома на всеки вид, имат подобна функция, подобна структура и отклоненията в структурата на тези гени могат да се отнасят само до незначителни промени в структурата на протеините и регулаторните елементи, които тези гени определят. Друго нещо е, че някои регулаторни моменти на включване и изключване на гените могат да се различават. Това може да е причината за разликите между организмите.
Един пример е скоростта на съзряване на централната нервна система: някои деца могат да говорят на почти две години, докато други по това време знаят само няколко думи. Нервните клетки, които трябва да се развиват и да се свързват една с друга в мрежа, правят това при различни хора с на различни скорости. Има и редки събития - така наречените мутации, които всъщност могат да направят своя носител различен от повечето организми от този вид. Мутантният ген е в основата на синтеза на анормален протеин.
Понякога такива мутации засягат регулаторните области на гените и или даден ген се включва в неподходящ момент, или възниква някакво друго нарушение във функционирането му. По този начин има гени, които поради своите „счупвания“ могат да причинят промени в структурата на протеините, които кодират. И тези промени могат да се окажат много важни за съдбата на даден организъм и се откриват както физически, така и биохимични аномалии.
Но геномВсеки животински (и растителен) вид е еднакъв в основните си характеристики. Близкородствените видове имат малък брой разлики, несвързаните видове се различават повече. Мишката обаче се счита за удобен обект на съвременната генетика, тъй като много голяма част от нейните гени са подобни на човешките гени, дрождите и кръгли червеисе различават значително повече.
Геномите на индивиди от един и същи вид може наистина да се различават леко по нуклеотиден състав. По правило това не засяга функцията на гена или го засяга леко. Въпреки това разликите, които не засягат генната функция, са от интерес за генетиците, защото им позволяват да проследят генетичните промени в популациите.
В биологията имаше парадигма „един ген, един ензим“. Това е една от първите концепции в биологията на развитието. Но сега е ясно, че това е опростен възглед, защото има гени, които имат само регулаторна функция и кодират прости протеинови молекули. Такива гени не във всички случаи са добре проучени и те са не по-малко, а може би и по-важни за наблюдение на работата на цялата тази сложна система за генетичен контрол на развитието на организма.
Хората лесно вярват на мита, че гените варират от човек на човек, защото са чували, че има гени, които влияят на много неща и че индивидуалните различия (и неочаквани прилики) са факти Истински живот. Има обаче много сложни процеси между гена (и дори протеина, който се „чете“ от този ген) и характеристиките на организма, с които се сблъскваме. Тази сложна система до голяма степен е отговорна за индивидуалните различия.
От друга страна, човек винаги иска да има авторитетно, близко до категорично и „научно” мнение. В това отношение се чуват фрази като „това е в гените ни“. Не можете лесно да „влезете“ в нашите гени, нито в гените на други организми.
Придобитите черти се предават по наследство
Светлана Боринская— Доктор на биологичните науки, водещ изследовател в Лабораторията за геномен анализ, Институт по обща генетика. Н. И. Вавилова RAS
Не е вярно.
Това е, което биолозите вярваха дълго време. Наследяването на придобитите характеристики в историята на световната наука се свързва преди всичко с името на Жан Батист Ламарк (1744-1829). Възгледите на Ламарк за наследството се споделят от Чарлз Дарвин (1809-1882), който се опитва да ги комбинира със своята теория за произхода на видовете чрез естествен подбор. IN Руска историятази идея се свързва с името T.D. Лисенко (1898-1976). Дискусията за механизмите на наследяване щеше да остане чисто научна, ако не бяха репресиите и унищожаването на генетиците, които не приемаха възгледите на Лисенко. Следователно дискусията по тази тема, особено в Русия, все още често е политизирана.
Изследване на молекулярните механизми на наследствения апарат показа, че за формирането на признаци е важно нивото на активност на гените, които влияят на този признак. И нивото на генната активност се определя, първо, от нуклеотидни последователности, наследени от родителите, и второ, от влияния през целия живот, които променят генната активност.
В основата на интравиталните промени в генната активност, наред с други механизми, има такива, които правят възможно предаването на промени в активността на потомството без появата на мутации в гена. Тези механизми се наричат епигенетични, тоест „надстроени“ върху генетичните. Един от тези механизми е метилирането, химическата модификация на цитозина чрез „прикрепяне“ на метилова група към него чрез специални ензими. Метилирането се поддържа по време на деленето на клетките в тялото, запазвайки тяхната тъканна специфичност.
Поне за някои черти е доказано, че метилирането, придобито от родителя през живота, се поддържа в потомството. Например, при развиване на страх в отговор на определена миризма, съчетана с електрически удар, беше установено, че мъжките мишки имат промяна в метилирането на регулаторната област в гена на обонятелния рецептор, отговорен за възприемането на тази миризма, в резултат на което активността на гена (и чувствителността към миризма) се увеличава.
При децата и внуците на тези мъже нивото на метилиране също е променено за същия ген, но не и за гените на други обонятелни рецептори. Пресата писа, че тези потомци са наследили страх от обоняние, но това не е вярно. Те наследиха способността да надушват много ниски концентрации на вещество, което се оказа опасно за техния дядо мишка.
В същото време епигенетичното наследство е обратимо: метилирането може да се промени интравитално „в обратна страна„във всяко поколение. Това го отличава от промените в чертите под въздействието на „класически“ мутации, които променят нуклеотидни последователности, а не „супрануклеотидни“ белези. Кои точно черти могат да бъдат предадени епигенетично на потомството и какви са механизмите на такова епигенетично наследство, остава да бъдат проучени. И тогава, освободени от политизирани компоненти, ще бъде възможно да се каже „това е вярно, но отчасти“.
Постиженията на съвременната геномика понякога водят до парадоксални заключения: всяко животно, включително плоски червеи и сини охлюви, може да претендира за родство с хомо сапиенс. Поне няколко десетки идентични гени могат да бъдат намерени и в двете. Но един от най-близките ни роднини, колкото и обидно да звучи за някои, със сигурност е прасе.
Съдете сами: съдържанието на хемоглобин и протеини в кръвта, размерът на червените кръвни клетки и кръвната група са почти еднакви при хората и свинете; прасетата, както и хората, са всеядни и тяхното храносмилане (тоест нашето) протича по подобен начин. Кожата е почти като нашата: прасето може дори да прави слънчеви бани. Същите характеристики са в структурата на зъбите, очите, черния дроб, бъбреците. Свинското сърце тежи 320 г, човешкото - 300 г, теглото на белите дробове е съответно 800 и 790 г, бъбреците - 260 и 280 г, черният дроб - 1600 и 1800 г. Освен това заболяванията на новородените прасенца са приблизително същото като при кърмачета. Според Института по молекулярна биология на Руската академия на науките структурата на молекулите на свинския и човешкия растежен хормон е 70% идентична.
„Учени от израелския институт Вайсман наскоро успяха да извлекат малък брой специално подбрани клетки от човешки ембрион на седем до осем седмици и да ги трансплантират в ембриона на 4-седмично прасенце“, казва докторът по биологични науки, Професор, старши научен сътрудник на Руската академия на науките Александър Дубров. – Клетките започнаха да се развиват и оформиха напълно функциониращ орган – бъбреците. Голямото сходство между човешки и свински клетки позволява на учените да отгледат органи от свинска тъкан, които биха били подходящи за хора. В същото време се елиминира такъв важен проблем като отхвърлянето на трансплантиран орган.
И учените са открили, че в много отношения прасетата са много „по-близо“ до хората, отколкото привидно по-сходните примати. Техните органи са подобни на човешките не само по размер и физиология, но и по антигенен състав - тоест те са по-малко податливи на отхвърляне от човешкото тяло, отколкото други.
Именно тези факти подтикнаха изследователите да експериментират с ксенотрансплантация – присаждане на органи от свине на тежко болни хора. Факт е, че има катастрофален недостиг на човешки органи за трансплантация: във всички, дори и в най-развитите страни, има стотици хиляди хора в „списъци на чакащи“, много от които никога не доживяват да видят животоспасяваща операция .
И техните органи не са били отхвърлени в човешкото тяло?
Те бяха отхвърлени, но по същия начин, както се случва при трансплантация от човешки донор. Няма точни данни, но съдейки по публикации, вече са направени няколко такива трансплантации, някои от които успешни.
Възможно ли е да се вземат гени от човек, да се трансплантират в прасе и да се отгледа отделен донор?
По принцип е възможно. Но тук има една особеност. Ако е възможно да се заменят специфичните за вида протеини на хистосъвместимост, то индивидуално специфичните (по които всеки човек се различава не само от друг вид - прасе, но и от друг човек) е невероятно трудно. Има толкова много от тях в тялото, че съвременна наукатази задача все още е непосилна. За време дори не говоря, тъй като пациент, който се нуждае от трансплантация, не може да чака дълго. Ето защо сега те подготвят оригинални доставки на органи - точно като за обикновена банка за донорски органи.
Ами ако просто отгледаме човешки органи в тялото на прасе?
Основното възражение е наличието на инфекции в тялото на прасето. Твърде реална е опасността масовото прехвърляне на материал, съдържащ вируси на даден организъм в човешката система, да доведе до тяхното адаптиране и появата на напълно нови патогени, способни да унищожат милиони хора. Неотдавна австралийците проведоха доста тревожен експеримент. Хормонът на растежа на мишката беше въведен във вируса на миша шарка с цел да се получи средство за намаляване на броя на тези гризачи. Но резултатът беше патоген, който унищожи всички мишки, включително имунизираните. Тоест нямаше защита от него и се появи страх: ако напусне лабораторията, еволюира в тялото на животните и попадне в хората, тогава ще се появи вирус, който причинява моментална 100% смъртност! Вероятността подобни трансфери да доведат до много сериозни последици се потвърждава днес и експериментално. Ако човешки орган се отглежда в тялото на прасе, ще бъде още по-лошо, тъй като в чуждо тяло, заедно с кръвта, ще получи цял набор от вируси, които частично се адаптират към човек и могат ефективно да устоят на имунната му система. Това е основният аргумент срещу трансплантацията на органи на свине.
Освен това по време на трансфера на генетичен материал възникнаха редица нестандартни психологически проблеми, които нямат решение. Например, колко човешки гени трябва да бъдат прехвърлени в прасе, за да може то да бъде класифицирано като човек по вид? Обикновено казват: „тя така или иначе няма да бъде разумна“. Но интелигентността не е специфична характеристика на човек. Има тежко болни хора, които трудно могат да се нарекат разумни - все пак са хора. Доскоро този проблем беше напълно абстрактен, тъй като ядрата на хора и животни, „слети“ заедно, бяха нестабилни и се разпадаха много бързо.
Но преди няколко години беше проведен необичаен експеримент, който никой друг не се опита да повтори. Те взеха свиня, в чиято утроба се развиваха прасенца, и вкараха бяла човешка кръв в ембрионите (червената кръв не съдържа ядра, което означава, че няма наследствена информация). Родиха се прасенца. Като взеха кръвта им, учените откриха клетки, съдържащи големи участъци от човешки и свински хромозоми. Тъй като имаше много малко такива клетки, това не се отрази на външния вид на прасенцата. Неочакваното за учените беше, че тези клетки не само се появиха, но и се оказаха стабилни: те останаха в тялото дълго време след раждането (всички предишни опити завършваха с просто разпадане на получената клетка). Така за първи път се получава стабилен комбиниран геном “човек-свине”! Според груби оценки той съдържаше до една трета от човешкия материал!
Мисля, че авторите на работата, след като са заклали прасенца, са открили такива клетки не само в тяхната кръв, но и в други тъкани (въпреки че в публикуваната статия няма такива данни). Ако вземете такава клетка, клонирате и отгледате животно, тогава неговият геном ще бъде две трети от свиня и една трета от човек. Естествено, никой не би се осмелил да го направи дори на ниво първи дивизии - дори и само за да се увери дали процесът ще продължи по принцип. Но е невъзможно да се каже какво всъщност се прави, съдейки само по публикуваните произведения.
...Учените наистина активно експериментират със свински тъкани и клетки. Така се появи прасе със светеща муцуна, а малко по-късно – и напълно светещо прасе. Постигането на чудо се оказа не толкова трудно: достатъчно беше да се вмъкне ген на медуза в генома на прасето, кодиращ производството на съответния протеин. Ясно е, че няма особена полза от такива живи същества, освен че предизвикват положителни емоции. Просто на някакъв етап учените се сблъскаха със сериозен проблем: когато изучават ген, често е много трудно да се проследи неговата работа, тъй като е почти невъзможно да се забележи. Така възниква необходимостта от специални маркери, които „открояват“ гена, без да навредят на клетката.
Израелски учени твърдят, че свинските ембриони могат да се превърнат в ценен източник на донорска тъкан - но само ако са на на определен етапразвитие. Има изследвания, които показват, че нервните клетки, взети от ембрион на прасе, могат да върнат парализиран човек на крака (разбира се, не за всички болести). Възрастно „прасе“ обаче може да служи като лекарство. Така са известни случаи на изработване на контактни лещи от свински колаген, като се използват пречистени хрущялни клетки от свински уши за отглеждане на изкуствени гърди - вместо тези, отстранени по време на операция за рак на гърдата.
Учени от университета в Питсбърг създадоха прасе, което произвежда полезни за сърцето вещества, наречени омега-3 мастни киселини. Канадски и американски учени предлагат трансплантация на клетки, произвеждащи инсулин, от сукалчета, според тях това ще помогне за решаването на проблема с диабет тип 1. И украински учени от Тернополската медицинска академия на името на. И. Горбачевски предложи собствен метод за използване на ксенотрансплантати от свинска кожа за лечение на изгаряния. Изсушена и специално консервирана свинска кожа се налага върху раната за два-три дни. През това време тялото има време да се адаптира към нараняването и след това е възможно да се затвори раната с тънки клапи от кожата на пациента, взети от други части на тялото.
