Практическая биология для школьников - Ксения Михеева

Гетерозис, или гибридная мощность – явление, при котором дети превосходят родителей по ряду признаков, например, они крупнее, дают больше урожая, не так сильно подвержены заболеваниям и т. д. Применяется в селекции, то есть искусственном выведении, растений и животных. Но подобное мы увидим, конечно, не в каждом случае. Почему же одни цыплята обычные, маленькие и хиленькие, а другие – гетерозисные, крупные и мясистые?

Для получения таких бройлерных цыплят нужно взять родителей, сильно отличающихся друг от друга, представителей разных пород. Это приводит к сочетанию у потомства вариаций генов – участков молекулы ДНК, единиц генетической информации. У эмбриона формируются новые комбинации, совместное действие разных генов приводит к стимуляции развития признаков, поэтому наши цыплятки существенно превосходят куриц и петухов размерами и мясистостью, удивляя незнакомых с гетерозисом.

Цыплёнок-бройлер

В генетике существует несколько гипотез, пытающихся объяснить эффект гетерозиса, но ни одна пока не смогла сделать этого до конца. Скорее всего, работает сразу несколько механизмов. Исследования явления продолжаются, а мы ждём новых открытий.

По грибы

С эффектом гетерозиса мы ещё столкнёмся среди наших экспонатов и чуть подробнее затронем генетику, а пока продолжим осматривать полки. О, шампиньоны – достойная тема для обсуждения. Это шляпочные грибы, по строению относятся к пластинчатым (вопрос «почему?» сразу отпадает при внимательном осмотре). Обычно мы не видим внутренние пластинки, так как они вскрываются только при старении. Это отличный внешний признак, помогающий определить, что шампиньоны с полки магазина или собственного холодильника уже далеко не первой свежести. А почему так происходит?

У шампиньона, и ещё ряда грибов, выделяют мицелий и плодовое тело, состоящее из шляпки и ножки. Мицелий, или грибница – главная часть, находится под землёй или внутри другого субстрата, то есть чего-то, на чём растут организмы. Отвечает за питание, развитие и другие процессы жизнедеятельности, формирует плодовые тела со спорами – специализированными клетками, которые прорастают в новые грибы и обычно созревают под шляпкой. Отмечу, что несмотря на одинаковое название, у бактерий и грибов споры служат для разных целей: у первых – для перенесения неблагоприятных условий, у вторых – для размножения.

Грибам нужно не только образовать споры, но ещё защитить и распространить их, для чего и формируется плодовое тело. Пока происходит созревание этих специализированных клеток, они укрыты от негативных внешних воздействий, а после – плодовое тело раскрывается, позволяя ветру подхватить лёгкие структуры и унести подальше. Спора прорастёт на удалении от материнского мицелия – не возникнет конкуренции за вещества и территорию. Для прикреплённых организмов это особенно важно, ведь самостоятельно они не могут покинуть место произрастания. Ещё плодовое тело привлекает распространителей: собирая для себя еду, животные одновременно разносят клетки гриба.

То есть под шляпкой шампиньона образуются споры, необходимые для размножения. Когда они достаточно созрели для того, чтобы высыпаться и начать свой поход в самостоятельную взрослую жизнь, подшляпочное пространство вскрывается. Так мы и можем понять, что грибочек лежит уже слишком долго и вряд ли обладает хорошими вкусовыми качествами.

У грибов есть ещё одна особенность – прочная оболочка, или клеточная стенка, состоящая из хитина. Она придаёт клетке жёсткость, защищает её от негативных внешних воздействий. С хитином мы знакомы не только по грибам: это вещество также входит в состав покрова тела (экзоскелета – наружного скелета) ракообразных, паукообразных и насекомых, то есть представителей Членистоногих.

По химической природе хитин – сложный углевод, состоящий из длинных цепей. Он не растворим в воде и сложен для усвоения другими организмами. Для его расщепления необходим специальный фермент – хитиназа, то есть вещество, разрушающее цепи хитина. Так как в организме человека этот углевод расщепляется только частично, грибы считаются достаточно тяжёлой пищей. По этой и ряду других причин (например, потенциальная ядовитость, червивость и пр.) их не едят в некоторых странах.

Анатомия и физиология куриного яйца

На полках холодильника видим куриные яйца, про которые, кажется, знаем так много, но о которых можно узнать и нечто новое.

Внутреннее строение куриного яйца

Мы очень хорошо знакомы со строением яйца: вот прочная скорлупа (которая, возможно, случайно оказывалась в вашей глазунье), под ней какая-то плотная оболочка, очень для нас неприятная, потому что мешает удалению скорлупы, внутри полупрозрачный белок и яркий (или не очень) желток. Плотная оболочка внутри – это подскорлуповая оболочка, выполняющая защитную функцию.

Скорлупа – дышащее образование, то есть через неё проходит воздух, что очень легко проверить: просто опустите яйцо в воду, и увидите пузырьки, которыми оно покроется. Через неё потенциально могут проникать микроорганизмы, к тому же жидкий белок вполне мог бы просачиваться через отверстия. А вот плотная подскорлуповая оболочка – дополнительная защита от нежелательных эффектов.

Для яйца подскорлуповая оболочка – защита, а для нас – мучение, когда она никак не хочет нормально отделяться от белка. Существует много народных способов сделать её более «сговорчивой», однако на практике лёгкость чистки зависит от большого количества факторов: свежести яйца, физических и химических характеристик его содержимого, особенностей варки и охлаждения. Остаётся только пробовать разные советы и искать самый подходящий для себя.

Битва яйцами – любопытная пасхальная традиция. Каждый уважающий себя боец обязан знать, что ударять следует более острым концом. И это неспроста. Заострённый конец заполнен белком – запасом воды и других веществ для зародыша, также белок выполняет защитную функцию. А вот на тупой стороне находится пустое пространство – воздушная камера. Я думаю, вы уже догадались, что оно необходимо для запаса воздуха. Внутри яйца растёт птенец, которому обязательно нужен кислород для развития. Воздушная камера способствует газообмену. Получается, что эта часть яйца – его слабое место, поэтому запомните информацию, чтобы применить на практике на следующую Пасху.

Интересное явление, которое происходит с некоторыми молекулами, – это денатурация. Так называют разрушение природной структуры, то есть процесс, в результате которого, например, белок утрачивает свои природные особенности, деформируется и не может больше выполнять положенные функции. Денатурация бывает обратимой и необратимой, и с обеими мы часто сталкиваемся в жизни.

Стоит чуть накосячить с регулировкой температурного режима холодильника, как он сразу начинает морозить пищу. Так, я несколько раз доставала яйца, превратившиеся в ледышку.

В результате действия холода полупрозрачный и жидкий белок замерзает, но при комнатной температуре возвращается в обычное состояние. Это обратимая денатурация. То есть утрата природных свойств временная, а после прекращения действия негативного фактора молекула самопроизвольно возвращается в привычное состояние, не требуя создания специализированных условий.

А теперь давайте возьмём то же самое яйцо после разморозки и сварим его (или поджарим). На этот раз белок превратится