MÁS

Megkettőződésre képes molekulák

dnsMinden élőlény – még a legnagyobbak is – életét egyetlen sejtként kezdi. A kékbálna apró, nem is láthathó megtermékenyített petesejtje tartalmazza a 150 tonnás bálnatest felépítéséhez és fenntartásához szükséges összes információt.

Ahogy a megtermékenyített petesejt osztódni kezd, a benne rejlő “utasítások” milliónyi utódsejtnek adódnak tovább és szabályozzák, hogy a bálnatestet felépítő anyagok a megfelelő helyen, időben és mennyiségben jöjjenek létre. Hogyan történik mindez?

Több, mint 100 éve már, hogy a biológusok fonálszerű képződményeket, kromoszómákat fedeztek fel a sejtekben, amelyek a sejtek osztódásának elején jelentek  meg. Azt is észrevették, hogy minden állat- és növényfajnak meghatározott a kromoszómaszáma – az emberenek például 23 pár kromoszómája van – valószínűnek látszott, hogy a kromoszómák szerepet játszanak a sejtek irányításában, de az elektronmikroszkóp és a modern kémiai vizsgálómódszerek  megjelenése előtt ennél többre nem jutottak.

Ma már tudjuk, hogy a kromoszómák valóban minden sejt irányítórendszerének részei. Fehérjéből és egy dezoxiribonukleinsavnak nevezett anyagból (DNS) állnak. A kromoszóma DNS-molekulája rendkívül hosszú – akár 10.000-szer is hosszabb lehet, mint maga a kromoszóma -, de szorosan feltekeredik, így kis helyen elfér.

A DNS két, egymás köré tekeredő szálból áll – ez a “kettős spirál”. A szálak négyféle, ún. szerves bázist tartalmaznak, ezek alkotják a sejt irányítórendszerének lényegét. A bázisok szigorúan meghatározott sorrendben követik egymást – hasonlóan egy számítógépes program parancsaihoz – és a fehérjék felépítését irányító egységek – gének – végeláthatatlan hosszúságú sorozatát alkotják.

A fehérjék aztán biztosítják a sejt összes többi anyagának képzését, az anyagcsere szabályozását. A DNS rendkívüli tulajdonsága, hogy képes megkettőződni. A sejtosztódás előtt, a DNS-megkettőződés folyamatában a DNS-t alkotó két szál fokozatosan szétválik, majd az egyik szál bázissorrendje alapján felépül a másik szál másolata és fordítva. Vagyis mindkét szál mellett képződik egy új, így két, az eredetivel megegyező kettős spirál jön létre. A DNS-ben tárolt információ tehát képes megsokszorozni  magát – s így ez a folyamat az élet alapja.

__________________________________________________________________________________

Az élet kezdete

Miller kísérlete azt sugallja – bár nem bizonyítja – , hogy az élet alapvető anyagai ávmilliárdokkal ezelőtt véletlenszerűen jöhettek létre a Föld tengereiben. Bár hosszú az út az egyíszerű aminosavaktól az élő sejtig, elegendő idő alatt létrejöhetett ez az átalakulás. A legtöbb tudós szerint az élet keletkezése: Önmagunkat a környezetünkben található egyszerűbb anyagok felhasználásával megsokszorozniképes bonyolult kémiai rendszerek fokozatos fejlődése.

tengerA Földön több mint 100 kémiai elem található. Közülük csak mintegy 20 szükséges feltétlenül az élethez. Egyikük a szén, amelynek fontos tulajdonsága, hogy atomjai gyűrűket vagy láncokat alkothatnak, és egymással vagy más elemekkel – pl. oxigénnel, hidrogénnel – összekapcsolódva különböző tulajdonságú vegyületeket hoznak létre.

A Miller-kísérletben keletkezett aminosavak nem tartamaztak öt szénatomnál többet, de egy élő szervezet ezek összekapcsolásával tövv száz, sőt több ezer szénatomot tartalmazó láncokat képes felépíteni. Az aminosavakból képződött óriásmolekulák a fehérjék – az élet minden formája számára nélkülözhetetlen anyagok.

___________________________________________________________________________________

Az élőlények jellemzői

Minden élőlénynek – a bektériumtól az elefántig – számos közös tulajdonsága van, amelyeket összefoglaló néven ‘életjelenségeknek’ nevezünk. Az állatok táplálékot vesznek fel, s ennek kémiai energiáját felhasználva anyagcserére és növekedésre képesek. A táplálék energiájához a szerves anyagok ‘elégetése’ útján jutnak hozzá, azaz sejtjeikben szén-dioxidot és vizet állítanak elő belőlük.
virusA növények a napfény energiáját hasznosítva fotoszintézissek állítják elő az életműködéseikhez szükséges szerves anyagokat. Az élőlények képesek a körülöttül lévő világ ingereire válaszolni, és – nagyon fontos! – magukhoz hasonó utódokat létrehozni.

A fentieket elolvasna úgy vélheted, hogy mi sem egyszerűbb annál, mint eldönteni, hogy valami élőlény-e vagy sem. De mi a helyzet a vírusokkal?

Az influenzát egy vírus okozza, egy apró “vegyületcsomag”, ami megfertőzi az orr és a torok belsejét bélelő sejteket. A vírus átprogramozza a fertőzött sejteket, s így azok saját anyagaik helyett a vírus alkotórészeit állítják elő.

A képződött vírusmásolatok egy tüsszentéssel megfertőzhetnek másokat is. Első pillantásra a vírus élőnek tűnik. Ám nem növekszik, és szokszorozódni is csak elő sejteken belül képes. A gazdasejten kívül élettelennek mutatkozik. Egy vegyszerhez hasonlóan kikristályosítható,  és eltartható a polcon évekig. Ha azután élő sejttelkerül kapcsolatba, egy szempillantás alatt “feltámad”.

A relytély megoldása az, hogy a vírusok élőlényektől származnak, de az előre jellemző számos tulajdonságukat elvesztették, mivel élősködők. Úgy programpzzák át a gazdasejteket, hogy azok sejtalkotóiban képződnek a vírus anyagai. Így nincs szükségük saját sejtszervecskéikre. Olyan autóhoz hasonlíthatjuk őket, amelynek leszerelték a kerekeit. Az autó meghatározható mint “kerekes jármű”, így logikusan azt gondolhatod, hogy amelyiknek nincs kereke, az nem is autó – bár ha meglátod autónak fogod nevezni. Hasonló a helyzet a vírusokkal is.

__________________________________________________________________________________


Fűtés és hűtés

A hajad is mutatja az emlősökkel való rokonságot. Őseink haja sokkal rövidebb, de sűrűbb volt, tenyerük és talpuk kivételével egész testüket beborította. A kutyák, macskák, egerek és sok más emlős szőrzete ma is ezt az eloszlást mutatja.

lihego-kutyaA szőrzet szoros kapcsolatban áll az állandó testhőmérséklettel. A hőtermelés drága mulatság, ezért a szőrzet segíti a termelt hő megőrzését.

Nem tudni pontosan, miért vesztette el az ember a szőrzetét. Talán az magyarázhatja, hogy az emberek nagy mennyiségű verejték kiválasztásával hűtik magukat, nem pedig lihegéssel, mint pl. a kutyák.

Az izzadás és a szőrzet pedig nem illenek össze. A verejték összetapasztja a szőrt, és nem is tud elég gyorsan elpárologni ahhoz, hogy betöltse feladatát.

Az izzadás sokkal hatékonyabb hűtési módszer, mint a lihegés. Valószínűleg akkor alakult ki, amikor őseink elhagyták az erdőt, és Afrika nyílt síkságain kezdtek kóborolni. Errefelé igen nagy a hőség, főleg ha valaki megerőltető feladatot végez, pl. nagy termetű állatokra vadászik.

Később őseink Afrikát elhagyva hidegebb vidékeket is benépesítettek. Ez a vándorlás igen gyors volt, közben megtanultál állatbőrrel borítani testüket, és felfedezték a tüzet is, eminél melegedhettek.

Ha ez a folyamat lassúbb, lehetséges, hogy a természetes szelekció visszahozta volna a szőrzetet. A szőrmebunda a mai észak-európai és észak-amerikai emberek számára sokkal hasznosabb lenne, mint a verejtékmirigyek.

Nem az ember az egyetlen emlős, amely elvesztette szőrzetét. Szőrtelen az elefánt, a víziló, az orrszarvú is – a meleg égöv alatt élő összes nagytestű állat.

Minél nagyobb egy állat, annál nehezebben képes a testét lehűteni, mivel annak belseje annál messzebb esik a felszínétől. Egy szőrős elefánt igen kellemetlenül érezné magát Afrikában – bár az utolsó jégkorszakban élő mamutoknak jó szolgálatot tett sűrű gyapjuk.

A víziemlősök – a bálnák és a delfinek – ezért vesztették el szőrzetüket, mert az zavarta őket az úszásban. Ha próbáltál már ruhástól úszni, tudod, hogy az milyen kellemetlenül nehéz és mennyire akadályoz.

_________________________________________________________________________________

A tollak és a repülés

Az évmilliók során a természetes szelekció ugyanúgy alakította a madarak testét, ahogy egy repülőgéptervező tervezi a gépeit. A madár szárnyai és tollai remdkívül fontos “alkatrészek”, de ha belülről is megvizsgálsz egy madarat, mégtöbb olyan jellegzetességet találsz, amelyek megkönnyítik a madártest fennmaradását a levegőben.

repulo-madarakA repüléshez nagyon sok energiára van szükség. A madár motorja,    vagy “erőműve”  – a hatalmas szárnymozgató izmok – hússzor gyorsabban égetik el a tápanyagokat, mint egy emlős izomzata.

Ehhez rengeteg oxigén is kell. A madár tüdejéből a testbe mélyen benyúló légzsákok indulnak, amelyek révén jóval több levegőt képes felvenni a levegőből, mint a mi tüdőnk.

A madarak szárnya különböző alakú, attól függően, hogy az adott fajnak mire van szüksége.

A gyorsröptű madarak szárnya általában hegyes, hogy emelőerős biztosítsanak légellenállás nélkül.

A széles, lekerekített szárnyak rövid távon előnyösek – gyorsan lecsapni a zsákmányra vagy elsurranni a ragadpzó elől.

A repüléshez a madár szárnyának a testsúlyát legyőző emelőerőt kell kifejtenie. A madarak ezért az evolúció folyamán minden túlsúlytól megszabadultak.

Hüllő őseikhez képest kevesebb csontjuk van, ezek egy része is belülről üreges. Ezeket nevezzük penumatikus csontoknak. Nehéz fogak helyett pehelykönnyű csőrük van.

A legtöbb madár feje, lába karcsú és könnyű. Més a salakanyagok ürítése is megváltozott a testsúlycsökkenés előnyére, ezért nincs a madaraknak húgyhólyagjuk.

_____________________________________________________________________________

Hogyan lesz az ebihalból béka?

A kétéltűek átalakulással fejlődnek – ezt azt jelenti, hogy fejlődéseük során testük felépítése hihetetlen változásokon megy át. A kizárólag vízben életképes ebihalból szárazföldi életre is alkalmas béka lesz.

ebihal-kezbenA trópusok és a nagyon száraz vidékek kivételével minden béka  adott időszakban szaporodik. Egy barna varangynál például a kora tavaszra esik.

Rendszerint a hímek érkeznek meg először a tavakhoz, és jelenlétüket – főleg este – hangos brekegéssel kürtölik világgá.

A nagy testű, petéktől duzzadó nőstények ezt hallva sietnek a tavakhoz. A hímek szoros öleléssel fogják át a nőstényeket.

Egy-két napi szorítás után a nőstény lerakja a petéket, majd a hím rájuk bocsátja a megtermékenyítő ondóváladékot.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: