Изменчивость организма и её значение

Для этого необходимо в опытах С. Лурия и М. Дельбрюка обратить внимание на одну деталь. "Если концентрация частиц фага на поверхности чашки с питательным агаром 1010, а концентрация клеток бактерии 105, то после инкубации такой чашки поверхность агара остается чистой".

Это значит, что бактерий не спасают никакие заранее возникшие мутации, способные обеспечивать их выживание. Бактерии гибнут все. Но если на агар, содержащий 1010 частиц фага, высеять не 105, а 109 клеток бактерий, то на поверхности появляется небольшое количество бактерий.

В данном случае соотношение концентрации изменилось, хотя и не абсолютно, но в пользу бактерий, и часть бактериальных клеток выживает. Объяснить это явление возможно только с помощью функционально-структурных модификаций, которые дифференцируют бактериальные клетки на функционально активные и функционально пассивные.

Такая же дифференциация имеет место и среди вирусов. Когда концентрация в пользу вирусов, то они справляются со всеми бактериями. Но стоит повысить концентрацию в пользу бактерий, как среди них найдутся такие, которые способны изменить свой метаболизм и выжить. Это происходит не потому, что они приобрели заранее преждевременную мутацию, которую теперь "отбирает" фактор среды - вирус, а поточу, что бактериальная клетка примерно в тысячу раз крупнее частицы фага. И если в эту клетку проникает большее количество фаговых частиц, то она гибнет. А если одна, да еще и ослабленная, (это тоже следует допускать, так как среди вирусов есть такая же функционально-структурная дифференциация), то метаболизм бактерии справится с таким фагом.

Происходит это следующим образом. При внедрении фага в бактериальную клетку, он синтезирует свою ДНК и использует для этого бактериальный строительный материал, которого не хватает для синтеза бактериальной ДНК. Уменьшение или увеличение концентрации того или иного вещества меняет клеточную среду.

В изменившейся среде метаболизм бактериальной клетки перестраивается на ускоренный синтез строительного материала, необходимого для синтеза молекул ДНК фага и бактерии. И если измененный метаболизм бактериальной клетки способен обеспечить этот синтез, то она выживает.

Полученный от бактерии клон клеток способен выжить и в более высокой концентрации фага. И совсем неважно, соприкасались они ранее с фагом или нет. Клетки полученного клона будут и дальше наращивать свою устойчивость, если медленно наращивать концентрацию фага. Это и есть тот случай, который показывает, как идет "обучение" в поколениях, и возрастание приспособленности к агенту. Но если концентрацию фага резко увеличить, то погибнут все клетки бактерий.

Этот пример показывает, как идет адаптация организмов на основе функционально-структурных модификаций к различным, даже сильнодействующим факторам среды. Эту особенность организма использовали с давних времен.

Короли, например, не желая быть отравленными ядами, принимали их, начиная с небольших доз, чтобы приученный к ядам организм мог справиться с большими дозами. По этой причине в Австралии не удалось справиться с кроликами, которые наносят большой вред сельскому хозяйству и природе материка. Заражение их сильнодействующими вирусами привело к тому, что более 97 процентов кроликов погибло. Оставшиеся 3 процента выжили по причине того, что смогли функционально справиться с вирусами.