Игорь Иванович Бабанов

КАБИНЕТ

Вы здесь:

Игорь Иванович Бабанов / Блог / Эволюция симметрии у био-организмов по В.Н. Беклемишеву

26 марта 2020, 02:44, автор - хозяин блога
Игорь Иванович Бабанов

Эволюция симметрии у био-организмов по В.Н. Беклемишеву

Да поможет нам Хэмминг
Эволюция типов симметрии у биологических организмов по В.Н. Беклемишеву
РигВеда VI, 74. К Соме-Рудре

1 О Сома-Рудра, сохраняйте (вашу) асурскую силу,
Пусть наши желания вовремя вас достигнут!
В каждый дом принося семь сокровищ,
Будьте на благо (нашему) двуногому, (нашему) четвероногому!

2 О Сома-Рудра, вырвите (и рассейте) в разные стороны
(Ту) болезнь, которая проникла в наш дом!
Прогоните далеко прочь Гибель!
Да будут у нас (вещи,) приносящие счастье (и) добрую славу!

3 О Сома-Рудра, даруйте нам все эти
Целебные средства, (даруйте их нашим) телам!
Развяжите, освободите нас от содеянного греха,
Который привязан к нашим телам!

4 Вы двое с острым оружием, с острым дротиком, очень милые,
О Сома-Рудра, очень нас пожалейте здесь!
Освободите нас от петли Варуны!
Охраняйте нас благожелательно!

Ригведа. Мандалы V-VIII (перевод Т.Я. Елизаренковой) 8.7Мб
vk.com/doc425763081_532185721

В организме возрастом 500 млн лет ученые увидели ключ к эволюции и симметрии
Биологи из США и Австралии открыли древний вид двусторонне-симметричных существ, которые дали направление развитию каждого из нас.
Обнаруженное в Австралии ископаемое (размером с зернышко риса) - самый ранний образец окаменелой билатерии - двусторонне-симметричного организма.
Крошечное червеобразное существо, обитавшее на морском дне более полумиллиарда лет назад, дало американским и австралийским биологам зацепку для разгадки хода эволюции всего животного мира.
Профессор Университета Калифорнии в Риверсайде Скотт Эванс и его коллеги назвали его Ikaria wariootia.
Билатерии имеют переднюю сторону, заднюю, симметричные бока, ротовые отверстия и пищеварительный орган. Открытие описано в журнале PNAS (https://www.pnas.org/content/early/2020/03/17/2001045117)
Авторы исследования считают, что двусторонняя симметрия была ключевой ступенью в эволюции животных. Благодаря ей животные получили возможность целенаправленно двигаться, к тому же симметрично устроенный организм более функционален.
Множество разных биологических видов, от червей и насекомых до динозавров и людей, имеют тела примерно симметричного строения.
Ikaria жила 555 млн лет назад во время вендской геологической эпохи (также называемой эдиакарской), когда жизнь на Земле стала приобретать многоклеточные сложные формы.
Следы ее нашли в скалах Нильпены, на юге Австралии, в середине 2000-х.
В камнях были крошечные отверстия, в которых, по мнению биологов, обитали билатерии, но искать самих животных никому не приходило в голову...
Билатерии этого вида, по всей видимости, проводили свою жизнь на дне океана в поисках любой органической материи, которую можно съесть: для этого они пробуривали в песке норки, порой довольно глубокие.
www.bbc.com/russian/news-52026327 25 03 2020

Рисунок. Виды молекул иммуноглобулинов разных классов
Татьяна Алексеевна Лаптина. Иммуногенетика и репродукция человека. Ростов-на-Дону. 2013
http://100-bal.ru/biolog/213407/index.html?page=6
1925 - Пять путей перехода от примитивных биологических структур к более сложным по В.Н. Беклемишеву
1928 - Эволюция типов симметрии у биологических организмов по В.Н. Беклемишеву
vikent.ru/author/2269/
Эволюция типов симметрии у биологических организмов по В.Н. Беклемишеву
«В результате выполнения исследований на простейших и многоклеточных Беклемишев выявил не только определённую направленность развития основных типов симметрии в обеих группах, но и установил замечательную закономерность. Оказалось, что оба процесса - эволюция симметрии и у простейших, и у многоклеточных схожи в общих чертах. Автор развернул перед читателями картину поэтапного развития симметрии как для Protozoa, так и для Metazoa. Так, простейшие с наиболее примитивной архитектоникой (амёбы) характеризуются полным отсутствием симметрии (первый этап). Они определялись как анаксонная форма. На смену им на втором этапе приходит более полная гомаксонная форма, но лишённая фиксированных осей тела. Гомаксонная симметрия характерна для колониальных радиолярий и кокцидий. Затем появлялись правильные полиаксонные формы с определённым числом осей симметрии, которые пересекались в одной точке. Таким типом симметрии («лучевой») обладают радиолярии. Это - третий этап. Беклемишев проследил дальнейшее усложнение элементов этой симметрии, приводящее в итоге к полярности в структуре. Этот этап выделяется нами как четвёртый. Затем в результате дальнейших преобразований формируются монаксонно гетерополярный тип симметрии (пятый этап), из которого развивается типичная билатральная форма. Она, как показано в монографии, широко распространена среди многоклеточных (шестой этап). Характерно, что билатеральная симметрия сменяется, в свою очередь, диссимметрией - т.е. вторичным упрощением, до почти полной её утраты. Показано, что такое «обеднение» симметрии у Protozoa обуславливается общим усложнением их архитектоники. Например, у инфузорий - Hypotricha. Проводя этот сложный анализ, Беклемишев специально разбирал влияние экологических (специфика среды обитания) и физиологических (тип локомоторных функций животного) факторов на развитие основных типов симметрии у простейших. Обратившись к изучению «трансформаций» форм симметрии у Metazoa, Владимир Николаевич провёл такое же скрупулёзное сравнение планов их строения - от радиально-симметричной медузы до симметричной улитки. И в этом случаев также было установлено по сравнению с Protozoa уменьшение числа элементов симметрии, которое сопровождается увеличением дифференцировки отдельных членов тела. В основе этого процесса, по наблюдениям Беклемишева, лежала ярко выраженная тенденция к возрастанию разнородности исходных «частей» (структурных единиц) организма многоклеточных. Владимир Николаевич определил также важные отличия симметрии, существующие между многоклеточными и простейшими. Оказалось, что у многоклеточных симметрия значительно однообразнее, чем у простейших. Среди многоклеточных ни на какой стадии развития не наблюдались ни анаксонные, ни гомаксонные формы. В результате был сделан вывод о том, что моноаксонно гетерополярная форма является исходной формой симметрии для всех особей многоклеточных. Кроме того, существенен оказался и тот факт, что главная ось тела, а также анимальный и вегетативный полюса во всех группах низших многоклеточных оказались гомологичными. У типа же простейших из-за слишком разнообразной организации при одновременной скудности признаков подобная гомологизация осей и полюсов была невозможна. Автор заключил в итоге: «Итак, все многоклеточные обладают единым планом строения, по крайней мере, в лице низших представителей и на ранних стадиях развития; этим они резко отличаются от простейших, которые даже и такой степенью единства плана не обладают». Принципиальное значение имеет также произведённый Владимиром Николаевичем анализ связи простейших с многоклеточными и решение на этой основе задачи о происхождении многоклеточное. В этом столь многократно дискуссировавшемся вопросе автор занял определённую и доказательную позицию. […] Вслед за Догелем, Беклемишев оценивал полимеризацию как одну из основных линий прогрессивной эволюции простейших. Автор провёл обзор фактов и многочисленных мнений по оценке и значимости клеточной теории. Он отстаивал её морфологический аспект и Доказал в соответствии с этой точкой зрения, что тело каждого многоклеточного морфологически может быть разложено на множество клеток (и продуктов их выделения). Каждое же простейшее представляет либо одну клетку, либо соединение нескольких энергид. Вместе с тем он весьма критически отнёсся к представлению об организме многоклеточного животного, как о простой сумме составляющих его клеток - самостоятельных жизненных единиц. Здесь речь шла о теории «клеточного государства» - метафоре, выдвинутой Р. Вирховом (R. Virchow, 1858). Беклемишев рассматривал тело даже наиболее примитивного многоклеточного (например, губок) как в определённой степени интегрированную и индивидуализированную систему. Он видел в такой «живой системе» индивид «высшего порядка», который подчиняя жизнедеятельность входящих в его состав клеток, ограничивает их самостоятельность. Беклемишев делает важное обобщение относительно прямой зависимости между степенью организации многоклеточного и высотой его интеграции. «Чем выше организация животного, - писал Владимир Николаевич, - тем выше степень его интеграции, тем сильнее выражена его собственная индивидуальность, тем более подчиняет она себе отдельные клетки, тем больше стирается индивидуальность этих последних». В усилении интеграции организма многоклеточных Беклемишев видел проявление одного из важнейших модусов прогрессивной эволюции животных. Общей же исходной формой, прототипом для всех простейших и многоклеточных является, по утверждению Беклемишева, моноэнергидное простейшее. Из этого прототипа исследователь выводил как различные формы полиэнергидных простейших, так и Metazoa». Музрукова Е.Б., Чеснова Л.В., Владимир Беклемишев – пророк XX века, М., «Academia», 2009 г., с.187-190.
vikent.ru/enc/6719/

Рис. 1.8. Взаимосвязь врожденного и адаптивного иммунитета. Врожденный иммунитет обеспечивает презентацию антигена и костимуляцию, необходимые для запуска адаптивного иммунитета. В свою очередь, адаптивный иммунитет благодаря выработке антител и цитокинов придает реакциям врожденного иммунитета избирательность действия и повышает их эффективность (с.44)
...уникальная особенность иммунологии состоит в том, что ее «сердцевина» не вполне стабилизировалась и меняется во времени в большей степени, чем основы других наук. Достаточно сказать, что на протяжении полувека парадигма иммунологии менялась по меньшей мере два раза — сначала при рождении «неинфекционной» (по преимуществу клеточной) иммунологии в 50–60-е годы ХХ века и затем — совсем недавно, при формировании новых представлений об иерархии и взаимодействии врожденного и адаптивного иммунитета (с.11)
...Наиболее крупным теоретическим обобщеним, повлекшим большое число экспериментальных исследований и практически значимых разработок, послужило учение Ч. Джанеуея (Ch. Janeway) и его последователей о природе распознавания во врожденном иммунитете и иерархических взаимодействиях врожденного и адаптивного иммунитета. При этом, во-первых, был открыт новый тип иммунологического распознавания, заставивший отказаться от представлениий о неспецифичности врожденного иммунитета, во-вторых, было обосновано представление о невозможности запуска адаптивного иммунитета без предварительной активации врожденного иммунитета. Исследования, проводимые в области иммунологии в ХХI веке, в большей или меньшей степени ориентированы на эту концепцию (с.23)

Рис. 1.1. Филогенез врожденного и адаптивного иммунитета. На упрощенном филогенетическом древе (обозначены только те таксоны, у которых исследовали иммунитет) отмечены зоны действия врожденного и адаптивного иммунитета. Круглоротые выделены в особую группу как животные, у которых адаптивный иммунитет развивался не по «классическому» пути
Так, схематично можно представить систему иммунитета, которую принято называть врожденной. Эта форма иммунитета характерна для всех многоклеточных животных (в несколько иной форме — и для растений). Ее возраст — 1,5 млрд лет. Система врожденного иммунитета весьма эффективно защищала первичноротых многоклеточных животных, а также низших вторичноротых, часто имевших крупные размеры (рис. 1.1). Проявления врожденного иммунитета на разных стадиях эволюции и в разных таксонах чрезвычайно разнообразны. Однако общие принципы его функционирования одинаковы на всех стадиях развития многоклеточных. Главные составляющие врожденного иммунитета:
распознавание чужеродных агентов во внутренней среде организма с помощью рецепторов, специализированных на узнавании «образов» патогенности;
элиминация опознанных чужеродных агентов из организма путем фагоцитоза и расщепления.
У хордовых произошло скачкообразное формирование другой разновидности иммунитета: примерно 500 млн лет назад возник адаптивный (т.е. приспособительный) или приобретенный иммунитет. Ветвь адаптивного иммунитета, получившая интенсивное развитие, зародилась у хрящевых рыб. Особый вариант адаптивного иммунитета, основанный на использовании других распознающих и эффекторных молекул, обнаружен у более примитивных хордовых — круглоротых. Адаптивный иммунитет тесно связан с врожденным и во многом основывается на его проявлениях. Однако эти типы иммунитета сильно различаются (табл. 1.2).

Существенное отличие адаптивного иммунитета от врожденного — способ распознавания чужого (табл. 1.3). В адаптивном иммунитете оно осуществляется при помощи молекул особого типа (иммуноглобулинов или других белков суперсемейства иммуноглобулинов), при этом распознаются не паттерны, а индивидуальные молекулы или небольшие группы сходных молекул, называемые антигенами. Существует порядка 10^6 различных антигенов. Такое число рецепторов не только не может быть представлено на одной клетке, но и не может быть закодировано в геноме позвоночных, содержащем только десятки тысяч генов. Именно поэтому в процессе эволюции адаптивного иммунитета сформировался сложный механизм генерации разнообразия антигенспецифических рецепторов: при развитии специализированных клеток (лимфоцитов), происходит перестройка их генов, кодирующих антигенраспознающие рецепторы, что приводит к образованию в каждой клетке рецептора с уникальной специфичностью. При активации каждая клетка может дать начало клону, все клетки которого будут иметь рецепторы той же специфичности. Таким образом, каждый конкретный антиген распознают не все лимфоциты, а только отдельные их клоны, имеющие специфические антигенраспознающие рецепторы (с.25-27)
А.А. Ярилин. Иммунология. 2010. 749с.
vk.com/doc425763081_532185721
ПротивоВирусная Оборона
vk.com/doc399489626_542162229