Сообщение о химерах биология
Обновлено: 18.05.2024
В лабораториях матери-природы происходят престранные эксперименты: близнецы поглощают один другого прямо в утробе, мать не является матерью собственным детям, а родные братья и сестры сливаются в единый организм, чтобы выжить. Генетики догоняют природу уже сто лет, но превзойти и по сей день не смогли. Итак, перед нами химеризм.
52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра-близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой — существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.
Официально зафиксировано около сорока случаев химеризма, фактически же их гораздо больше. С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения или искусственной инсеминации: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% — мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры. И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.
Лапы, крылья и хвост
- Мозаичные (гиперхимеры): генетически разные ткани образуют тонкую мозаику.
- Секториальные: разнородные ткани расположены крупными участками.
- Периклинальные: ткани лежат слоями друг над другом.
- Мериклинальные: ткани состоят из смеси секториальных и периклинальных участков.
Химеризм у млекопитающих может быть следствием нескольких процессов, как естественных, так и искусственных.
Лабораторные химеры
История химерных зародышей началась с бычков доктора Рэя Оуэна и цыплят доктора Питера Брайана Медавара, благодаря которым удалось разработать механизм химеризации.
Телята и цыплята
Игрушечные человечки
Еще один вариант создания химер — введение человеческой ДНК в яйцеклетку животного. Генетический материал цибридов — клеточных гибридов — практически полностью является человеческим, от животного они получают только митохондриальную ДНК. Правда, попытки довести гибридные эмбрионы до рождения химер на современном уровне науки обречены на провал; к тому же клонирование человека и тем более создание человеко-животных химер законодательно запрещены во всех развитых странах. Да и нет никакого смысла в таких сложных экспериментах. Несколько десятков цибридных эмбрионов, созданных с чисто исследовательскими целями, были уничтожены через несколько дней после начала деления яйцеклетки.
Доктора и гомункулы
Ученым понадобилось около двадцати лет (с момента первой успешной операции доктора Томаса), чтобы научиться подбирать доноров и реципиентов, совместимых по лейкоцитарным антигенам человека — белкам, несовпадение которых запускает каскад молекулярных реакций, приводящих к отторжению трансплантата, и бороться с отторжением с помощью препаратов, подавляющих иммунитет. К 1990 году было проведено около 4000 пересадок костного мозга — меньше, чем в наши дни проводится за год. Сейчас пятилетняя выживаемость (фактически — выздоровление) при остром лейкозе составляет 65%. Соответственно, появилась возможность наблюдать за неожиданными эффектами химеризма.
Химеризм во благо
К тому, что после пересадки могут измениться группа крови, резус-фактор и структура волос, уже давно готовы и врачи, и родственники больных — но это отнюдь не все.
То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, — случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обеих — его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.
Пёстролистный фикус бенджамина — периклинальная химера, образованная двумя линиями клеток: нормальными хлорофиллпродуцирующими (зелёные участки) и мутантными с низким числом хлоропластов (белые участки).
Syringa vulgaris 'Sensation' — периклинальная химера
Химера — организм, состоящий из генетически разнородных клеток. У животных химерами называют организмы, клетки которых происходят от двух и более зигот. Химеризм у животных нужно отличать от мозаицизма — присутствия в одном организме генетически разнородных клеток, происходящих от одной зиготы [1] . Часто химерически построенными являются не целые организмы, а лишь их отдельные органы или части [2] .
Пёстролистный фикус Бенджамина — периклинальная химера, образованная двумя линиями клеток: нормальными хлорофиллпродуцирующими (зелёные участки) и мутантными с низким числом хлоропластов (белые участки).
Химеры в биологии — организм или часть организма, состоящие из генетически разнородных тканей.
В 1907 году термин впервые применил немецкий ботаник Г. Винклер для форм растений, которые были получены в результате сращивания паслёна и томата.
В 1909 году Э. Баур, изучая пеларгонию пестролистную, выяснил природу данного явления.
Содержание
Химеры в ботанике
В ботанике различают следующие виды химер (см. таблицу).
| Вид химеры | Особенности |
|---|---|
| мозаичные (гиперхимеры) | генетически разные ткани образуют тонкую мозаику |
| секториальные | разнородные ткани расположены крупными участками |
| периклинальные | ткани лежат слоями друг над другом |
| мериклинальные | ткани состоят из смеси секториальных и периклинальных участков |
Химеры могут возникать
- в результате прививок растений
- под влиянием мутацийсоматических клеток.
Периклинальные химеры бывают:
- диплохламидные (например пеларгония с белоокаймлёнными листьями)
- гаплохламидные (например хлорофитум с белоокаймлёнными листьями)
Взаимодействие между компонентами химер, и переход различных веществ из одного компонента в другой, могут приводить к различным аномалиям развития и иногда к бесплодию химеры.
В практике садоводов химеры, возникшие случайно в результате прививок (т. н. пестролистность), воспроизводят вегетативным размножением заново из поколения в поколение (например, химеры между пурпурным ракитником и золотым дождём — т. н. ракитник Адама, химеры между померанцем и лимоном). Исследователи применяют различные химеры между мушмулой и боярышником.
Химеры в зоологии
В зоологии химера — животное, которое состоит из двух или более типов генетически различных клеток, которые происходят от разных зигот.
Химеры могут формироваться из четырёх гамет (результат объединения в один эмбрион двух оплодотворённых яйцеклеток или эмбрионов на ранних стадиях развития).
Химеризм у животных может быть как результатом индивидуального развития организма (онтогенеза), так и результатом трансплантации органа, ткани (например, костного мозга или переливания крови). У гетерозиготных (не однояйцевых) близнецов химеризм может возникать в результате объединения кровеносных сосудов (анастомозов). Химеры часто могут давать потомство, и тип потомства зависит от того, из какой линии клеток развились гаметы.
В 1980-х годах искусственным путём была получена межвидовая химера овцы и козы.
Фетальный и материнский микрохимеризмы
Различают два вида микрохимеризма: фетальный микрохимеризм — присутствие клеток плода в организме матери и материнский микрохимеризм — присутствие клеток матери в организме сначала плода, а затем и ребёнка. Предполагается, что микрохимеризм вследствие различия иммунных свойств приобретённых клеток и клеток организма-хозяина является причиной ряда заболеваний аутоиммунного характера: ювенильного дерматомиозита и неонатальной волчанки при фетальном микрохимеризме, преэклампсии, системной красной волчанки и некоторых форм рака при материнском микрохимеризме, а также ряда других патологических состояний.
Если в крови больного содержатся клетки человека противоположного пола, химеризм легко выявить, обнаружив клетки с женским и мужским кариотипами. В остальных случаях проводят типирование клеток крови больного по HLA.
См. также
Литература
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Химера (биология)" в других словарях:
Химера — У этого термина существуют и другие значения, см. Химера (значения). Химера из Ареццо этрусская скульптура из бронзы. Музей археологии, Флоренция … Википедия
Орнитоптера химера — ? Орнитоптера химера … Википедия
Гибрид (биология) — Гибрид лошади и зебры Гибрид (от лат. hibrida, hybrida помесь) организм (клетка), полученный вследствие скрещивания генетически различающихся форм. Понятие гибрид особенно распространено в ботанике, но применяется и в зоологии. В … Википедия
Микрохимеризм — Во время беременности, двухстороннее движение иммунных клеток может происходить через плаценту. Обменянные клетки могут делиться и устанавливать долгосрочные клеточные линии, которые иммунологически активны даже спустя десятилетия после родов.… … Википедия
Прививочные гибриды — Схема прививки почки: 1 почка привоя удаляется вместе с подлежащими тканями; 2 4 почка вставляется в Т образный разрез на стебле подвоя и там закрепляется, 5 почка образует побег Вегетативная гибридизация одна из центральных концепций… … Википедия
Вегетативный гибрид — Схема прививки почки: 1 почка привоя удаляется вместе с подлежащими тканями; 2 4 почка вставляется в Т образный разрез на стебле подвоя и там закрепляется, 5 почка образует побег Вегетативная гибридизация одна из центральных концепций… … Википедия
Вегетативные гибриды — Схема прививки почки: 1 почка привоя удаляется вместе с подлежащими тканями; 2 4 почка вставляется в Т образный разрез на стебле подвоя и там закрепляется, 5 почка образует побег Вегетативная гибридизация одна из центральных концепций… … Википедия
Прививочный гибрид — Схема прививки почки: 1 почка привоя удаляется вместе с подлежащими тканями; 2 4 почка вставляется в Т образный разрез на стебле подвоя и там закрепляется, 5 почка образует побег Вегетативная гибридизация одна из центральных концепций… … Википедия
Нанопанк — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Самые загадочные обитатели океанических глубин — химерообразные рыбы, или химеры. Об их образе жизни, особенно о репродуктивной биологии, известно очень мало.
Океанологи буквально по крохам собирали сведения об этих существах, чтобы сегодня можно было познакомиться с некоторыми из них.
О химерах науке известно очень мало
Глубоководные химеры морей и океанов
Современная группа, относящаяся к отряду хрящевых, насчитывает примерно 50 видов химерообразных рыб. Большинство из них живут на глубине 500 метров и более, где изучать их поведение крайне сложно, а иногда просто невозможно. На сегодняшний день известно, что:
- длина этих существ может достигать 1,5 метра;
- питаются они беспозвоночными и более мелкой рыбой;
- рыбы являются раздельнополыми;
- рыбы откладывают яйца.
- Обитают химеровые рыбы исключительно в морской воде.
Внешний вид и строение
Обтекаемое тело химер постепенно сужается и оканчивается длинным извивающимся шнурообразным хвостом длиной в полтуловища. Его называют бичевидным. Взрослые особи вырастают от 0,6 до 1,5 метров. Возможно, что встречаются рыбины и большего размера.
Взрослые рыбы химеры достигают 1,5 метра
Грудные плавники большие, крыловидные. Именно они придают характерный облик химерам и создают иллюзию полёта. Брюшные по размеру гораздо меньше и расположены у анального отверстия.
Плавают рыбы медленно, движения грудных плавников — волнообразное.
Боковая линия открыта и представляет собой бороздку, расположенную по сторонам головы и туловища. С её помощью химеры воспринимают колебания воды и вибрации, создаваемые при движении других обитателей глубин. Линия используется для ориентации во внешней среде и во время охоты. У некоторых видов она состоит из части специальных рецепторов, улавливающих электрические колебания.
Плавают химеры медленно
Рот имеет нижнее расположение и полон жутковатых жующих пластин. У самцов есть птеригоподии — копулятивные органы. С их помощью семенная жидкость вводится в клоаку самки.
Оказавшись на суше, химерообразные рыбы очень быстро погибают. В условиях аквариума приживаются крайне плохо.
Оплодотворение и размножение
У раздельнополых химер осеменение происходит во время спаривания. Для всех видов отряда химерообразные характерно яйцерождение — кладка яиц. Зародыш развивается и освобождается от оболочек вне тела матери.
В яичниках самки одновременно могут находиться до 100 яиц, но созревают и откладываются они по два.
Каждое яйцо химер, как и у некоторых других видов рыб, заключено в капсулу — хрящевую оболочку. Она снабжена нитевидным придатком. После выхода из тела самки яйцо падает на дно или зацепляется за растения.
Развитие зародыша продолжается около 9−12 месяцев. Интересно, что во время развития у головы появляются специальные нити — наружные жабры. Вероятно, что с их помощью зародыш всасывает желток яйца и получает кислород. После рождения нити исчезают. Вылупившиеся мальки во всём похожи на своих родителей.
Размножаются химеры кладкой яиц
Хрящевые оболочки очень лёгкие и состоят из коллагеновых нитей. Пустые капсулы довольно часто попадают в сети рыбаков, их выносит на берег во время штормов и приливов. Люди называют такие находки русалочьими или дьявольскими кошельками.
О брачных играх и процессе спаривания известно очень мало, поскольку изучать эту сторону жизни химер на большой глубине весьма проблематично.
Предположительный рацион
Традиционно считалось, что химеры питаются только твёрдой пищей — моллюсками и ракообразными. Такое мнение сложилось из-за строения челюстного аппарата, который способен раздавить объект охоты с силой в 100 ньютон.
Прямые исследования, хоть и немногочисленные, позволяют сделать вывод, что в рацион химер входят:
- полихеты — многощетинковые черви;
- крабы;
- раки;
- омары;
- креветки;
- мелкая придонная рыба.
У химер встречаются случаи каннибализма
Известны случаи каннибализма, когда химеры поедали не только яйца, но и взрослых представителей своего немногочисленного вида.
У многих представителей химерообразных есть специальные приспособления для привлечения добычи — фотофоры. Они расположены у рта и светятся в темноте. Пища сама плывёт прямо в рот хищнику.
Естественных врагов практически нет из-за глубоководного образа жизни. Близкие родственники — акулы и скаты.
Наиболее известные представители химеровых
Род Химеры состоит из 6 видов. Среди них есть наиболее изученные. К ним относятся Европейская и Кубинская химеры, семейство Колларинховых и Ринохимеровых.
Сведения о них есть во многих энциклопедиях, но они скудны и полны предположений.
Европейская (Chimaera monstrosa) и Кубинская (Ch. cubana)
Ареал — Восточная Атлантика. Достигает длины в 1,5 метра. Спина — красно-бурая, бока серебристые с жёлто-бурыми пятнами. Глаза — зелёные. Плавники имеют чёрно-коричневую кайму по краям.
Ариал обитания химер Восточная Атлантика
Встречается на глубине 200−500 метров, у побережья Марокко до 700 метров. В сети попадаются одиночные особи, но весной у берегов Норвегии бывают более богатые уловы — до нескольких десятков штук. Другие названия — химера заяц, морской кролик или крыса.
Яйца откладывают весь год, за исключением осенних месяцев.
В пищу европейскую химеру не употребляют. Жир используют при смазывании ран.
Ареал Кубинской химеры — побережье Кубы, воды Японии, Жёлтое море и Филиппинские острова. Внешне похожа на европейскую, поэтому ранее принималась за неё. Глубина проживания — 400−500 метров.
Химеры встречаются на глубине 200 м
Род Гидролаги (Hydrolagus)
Насчитывает 15−16 видов. Ареал — Северная Атлантика, Япония, воды Австралии, Южная Африка, Новая Зеландия, Филиппины, Гавайские острова и Северная Америка.
Лучше других изучен американский гидролаг. Он часто встречается вдоль американского побережья и живёт на глубине всего 40−60 метров.
Он меньше, чем европейская химера и иногда заполняет сети рыбаков полностью. Размножается круглогодично, наиболее интенсивно — в августе-сентябре.
Наблюдения в аквариуме показали, что самка мечет капсулы примерно 30 часов. Они отделяются не сразу и несколько суток висят на эластичных нитях, волочась сзади. Затем отпадают и опускаются на дно.
Рыбу не едят, а жир используют для технической смазки механических деталей.
Химер не используют в пищу
Носатые химеры
Относятся к семейству Ринохимеровых. Рыло вытянутое, заострённое. Птеригоподии у самцов цельные. Это самые глубоководные представители — предположительно, обитают на глубине до 2,5 км. Известны лишь по редким находкам на берегу. Биология не изучена.
Семейство Каллоринховые
Семейство хоботнорылых представлено только одним родом — Колларинхи. Передняя часть морды вытянута в хобот, сплюснутый по бокам. На конце — листовидная лопасть, отогнутая назад. Предположительно, этот орган служит своеобразным локатором. Обитает в водах Южного полушария.
Окраска зеленовато-жёлтая, по бокам — три чёрных полосы. Хвост без тонкого окончания.
У побережья Новой Зелландии добывается в промышленном масштабе, используется в пищу. Вкусовые качества превосходные, но стоит мясу хоть немного полежать без обработки, как появляется запах аммиака.
Химеры до сих пор мало изучены, поэтому основные открытия ещё впереди.
Читайте также: