• Общество
• 20 Февраля, 2014

Современные проблемы симбиоза

Мир науки

Сакен ХАЙДАРОВ,
РГП Медицинский центр Управления делами Президента РК

Жизнь на Земле насчитывает 3 миллиарда лет своей истории, наполненной захватывающими событиями борьбы и эволюции в их ошеломляющих проявлениях и непредсказуемых результатах. Именно хрупкость жизни в поисках надежной защиты вывела на арену смертельных схваток симбиоз, как форму сотрудничества организмов, для обеспечения себя защитой, едой, светом и теплом. 

В животном мире среди дикой природы отсутствуют понятия морали и нравственности, присущие людям, живущим в социуме. Хотя многие западные писатели и философы пытались привнести в человеческое общество законы природы, где сильный побеждает слабого без всяких сожалений. Особенностью симбиоза является взаимодействие именно двух организмов в растительном и животном мире. Симбиоз стал основой жизни, например, для почти всех видов орхидей, которые не могут достичь зрелости без симбиотических грибов. Эта связь настолько сильная, и семена такие маленькие, что не в состоянии обеспечить себя питательными веществами, поэтому они зависят от гифов (корневые системы одноклеточных грибов).    
Ни одно растение за 250 миллионов лет своего эволюционного существования не развило более эффективного способа получения азота, как с помощью симбиоза с цианобактериями и другими азотофиксирующими прокариотами (организмы бесклеточного ядра – очень древняя форма жизни). Такой макроэлемент, как азот, необходим для синтеза протеинов, аминокислот, сложных органических кислот и других групп соединений для ведения полноценной жизни. Хотя состав атмосферы состоит приблизительно на 72% молекулярного азота, ни один живой организм (растения и животные) не развили в себе способность конвертировать молекулярный азот в своих целях по причине крайней инертности азота и его химической стабильности. Только цианобактерии и ряд родственных им прокариотов научились конвертировать крайне окисленный азот (NO3, NO2) в биологически активный ион аммония (NH4+). 
Современные западные ученые лишь недавно осознали всю сложность взаимодействий, а парой биологической интегрированности в плоскости эволюции целых групп организмов в 2000 году доказали, что человек, например, имеет два генома (один свой собственный – 46 хромосом приблизительно 100.000 генов и второй геном – это митохондрии, имеющие приблизительно 46 генов для выполнения своих биохимических задач (Kurland C. G., Andersson S. G. E. «Origin and Evolution of the Mitochondrial Proteome»).
Согласно этой эндосимбиотической теории, древние эукариоты (организмы, имеющие обусловленное клеточное ядро – растения, грибы животные) приблизительно 1,5 миллиарда лет назад пришли к необходимости интегрировать митохондрии в свой обмен веществ, тем самым они увеличили свой коэффициент полезного действия на 90%. Вместо генерирован двух молекул АТФ (аденозинтрифосфат) на одну молекулу глюкозы, например, с помощью митохондрии современные эукариотические клетки, можно получить из одной молекулы глюкозы до 36 молекул АТФ путем оксидативного фосфорилирования. 
Фотосинтезирующие органеллы хлоропласты – это также продукт симбиоза между древними эукариотами и фотосинтезирующими прокариотами. Тот факт, что наша атмосфера обогащена кислородом, является заслугой фотосинтезирующих организмов на протяжении сотни миллионов лет. Столь масштабный синтез кислорода из воды и углекислого газа привел к первому массовому вымиранию живых организмов, т. к. кислород был крайне токсичен для всего живого того периода времени и уровня развития живых организмов. 
Симбиоз между прокариотами и эукариотами дал новый виток в развитии новых форм жизни, например, водоросли, примитивные и высшие организмы помогли планете приобрести новый облик и новый атмосферный состав. Растения, которые являются автотрофами (организмы, которые преобразуют энергию квантов света в химическую энергию, т. е. вода и углекислый газ плюс свет и каскад сложнейших биохимических циклов, таких как цикл Кэлвина, световые реакции и т. д.), образуют примитивный сахар и побочный продукт фотосинтеза – кислород.
Таким образом, в современной науке к симбиозу относятся как к эволюционной необходимости, приведшей к адаптации, усовершенствованию и формированию новых форм жизни, их успешному существованию.
г. АСТАНА