Энциклопедия «Биология». Часть 1. А – Л (с иллюстрациями)

КЛОНИРОВАНИЕ, воспроизведение генетически однородных организмов (клеток) путём бесполого (вегетативного) размножения. При клонировании исходный организм (или клетка) служит родоначальником клона – ряда организмов (клеток), повторяющих из поколения в поколение и генотип, и все признаки родоначальника. Таким образом, сущность клонирования заключается в повторении одной и той же генетической информации. В основе точного копирования генетического материала (и организма в целом) у эукариотических клеток лежит митоз (у бактерий – простое деление). В многоклеточном организме, зародившемся в результате полового процесса, все клетки, несмотря на их различия и специализацию, представляют собой клон, развившийся из оплодотворённой яйцеклетки. Однако такой организм-клон и генетически, и своими признаками будет отличаться от родительских организмов.

Благодаря бесполому (вегетативному) размножению многоклеточный организм может развиться из одной соматической (неполовой) клетки, из группы таких клеток или из части родительского организма. В природе такое размножение, или клонирование, широко распространено у грибов, водорослей, простейших, а также у многих высших растений. У многоклеточных животных клонирование возможно либо в форме почкования, либо как деление тела животного на части и восстановление каждой части до целого организма. Так могут размножаться кишечнополостные, губки, многие черви, мшанки, а из хордовых – оболочники. Классический, издавна известный пример животного, которое, будучи разделено на десятки и даже сотни частей, способно к воссозданию (регенерации) из каждой части целого организма – гидра. Естественное клонирование позвоночных животных встречается редко и возможно, по-видимому, только на ранних стадиях зародышевого развития. Так, однояйцевые близнецы у животных и человека происходят от одной оплодотворённой яйцеклетки в результате её митотиче-ского разделения, т. е. клонирования. Подобное клонирование характерно для броненосцев, у которых обычны однояйцевые двойники.

Искусственное, т. е. осуществляемое человеком, клонирование широко применяется как в научных, так и в практических целях. Наряду с различными способами вегетативного размножения, известными с древности, в растениеводстве всё шире входит в практику т. н. микрораз-множение – выращивание посадочного материала из одиночных клеток с применением методов культуры клеток и тканей. Клонирование бактерий и соматических клеток растений и животных используется в микробиологии, в генетике, в практических направлениях биотехнологии и клеточной инженерии, во всех тех теоретических и практических работах, когда необходимо иметь генетически однородный материал.

Особый интерес вызывают эксперименты, связанные с клонированием позвоночных животных и человека. Исследования в этом направлении ведутся давно. В 1987 г. отечественные учёные в Пущинском научном центре осуществили первое клонирование млекопитающего – мыши. Для этого из яйцеклетки мыши удаляли ядро, а затем вводили в яйцеклетку ядро из эмбриональной мышиной клетки. Т. е. был использован генетический материал соматической, но недифференцированной (неспециализированной) эмбриональной клетки. В 1997 г. шотланд-ским учёным удалось клонировать овцу, используя в качестве донора генетического материала эпителиальные клетки молочной железы. Зародыш вводили (имплантировали) в организм приёмной матери, которая и вынашивала ягнёнка. В этом случае, что представляет принципиальный интерес, использовалась в качестве донора специализированная соматическая клетка. Таким образом, эти эксперименты доказали, что можно получать генетически идентичные копии (клоны) млекопитающих, используя их соматические клетки.

Предполагается, что клонирование найдёт широкое применение в животноводстве. В принципе не представляется невероятным выращивание из хорошо сохранившихся в вечной мерзлоте соматических клеток вымерших животных (напр., мамонта) полноценного организма. Эксперименты по клонированию человека осуждаются международными организациями и запрещены в ряде стран как неприемлемые в нравственном отношении. Тем не менее в кон. 2002 г. в мире появились неподтвержденные сообщения о рождении детей, клонированных из соматических клеток.

В генной инженери и клонирование – получение копий определённых участков ДНК (генов).

КЛОПЫ (полужёсткокрылые), один из самых многочисленных отрядов насекомых. Включает ок. 36 тыс. видов. Преимущественно мелкие, с длиной тела 0,7 мм – 2 см, но у некоторых тропических видов она достигает 12 см. Тело чаще уплощённое, иногда палочковидное. Характерный признак представителей этого отряда – строение крыльев. У клопов 2 пары крыльев, из них передние (надкрылья) у основания плотные, кожистые, а на вершине имеют вид прозрачных перепонок. У некоторых надкрылья могут быть сильно укороченными, как, напр., у постельного клопа. Ротовой аппарат у клопов колюще-сосущего типа, имеет вид членистого хоботка на вершине головы и приспособлен к высасыванию жидких веществ. У большинства клопов есть пахучие железы, отверстия которых расположены у взрослых особей на груди, а у личинок на брюшке. Секрет этих желёз имеет характерный для клопов запах. В окраске большинства клопов преобладают сочетания ярких контрастных цветов (красный, жёлтый, чёрный, зелёный и др.). Примером может служить окраска (красное с чёрным) красноклопа-солдатика, часто образующего массовые скопления на местах, пригреваемых солнцем. Клопы развиваются с неполным превращением, т. е. из яйца выходит личинка, похожая на взрослую особь, но с зачаточными крыльями и неспособная к размножению, которая после 4–5 линек превращается во взрослого клопа. У большинства полужёсткокрылых весь цикл развития продолжается 1 год.

Распространены клопы всесветно, особенно многочисленны в тропиках. Подавляющее большинство из них живёт на суше, чаще всего открыто на растениях (иногда на почве, в подстилке) и питается растительными соками. Среди растительноядных видов много вредителей дикорастущих и культурных растений, в т. ч. щитники, повреждающие злаки, ягодные кустарники (малину, смородину), а также черепашки (особенно вредная черепашка), вредящие культурным злакам. Есть хищные клопы, питающиеся соком различных насекомых и их личинок, а также других беспозвоночных. Имеются виды, паразитирующие на теплокровных животных и человеке, сосущие их кровь. Всесветно распространённый постельный клоп встречается и в природе (в норах, гнёздах, дуплах). Некоторые клопы перешли к обитанию в воде и на её поверхности. Виды, обитающие в толще воды, дышат атмосферным воздухом, время от времени поднимаясь к поверхности водоёма. Почти все они хищники: искусно плавающие гребляки, с гребными задними ногами; плавающие на спине гладыши; медлительные, с хватательными перед-ними конечностями водяные скорпионы и плавты. Уничтожая икру и мальков, эти хищники могут наносить ущерб рыбоводству. На поверхности любого водоёма встречаются скользящие на длинных ногах водомерки. Несколько их видов, обитающих на поверхности тропиче-ских морей, встречаются иногда и в открытом океане, в нескольких тысячах километров от берега. Они не выходят на сушу даже для размножения – единственный в классе насекомых пример постоянного обитания в море.

КЛОСТРИДИИ, род бактерий. Более 50 видов – в почве, илах, пищевых продуктах. Анаэробные спорообразующие грамположительные палочки. При образовании спор клетки вздуваются в центре и приобретают форму веретена. Сбраживают углеводы, азотистые вещества. Ряд видов болезнетворны (возбудители ботулизма, газовой гангрены), некоторые – азотфиксирующие бактерии.

КЛУБЕНЬ, одно из видоизменений побега. Состоит обычно из укороченного и утолщённого участка стебля, где откладываются питательные вещества, и одной или нескольких почек, из которых образуются удлинённые побеги. Клубни бывают надземными (напр., у капусты кольраби) и подземными (напр., у георгины).

КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ, аэробные азотфиксирующие бактерии рода ризобиум, живущие на корнях бобовых растений в образованных ими клубеньках. Это взаимовыгодный симбиоз бактерий и растений. Бактерии усваивают атмосферный азот и обеспечивают им растения в доступной форме, а растения взамен снабжают их питательными веществами. Клубеньковые бактерии имеются у 10 % растений, входящих в сем. бобовых. Они поглощают из воздуха от 100 до 400 кг азота в расчёте на 1 га, оставляя в почве 50–70 кг. Для увеличения численности клубеньковых бактерий в почву с семенами вносят бактериальный препарат нитрагин.

КЛУБНИКА, многолетнее травянистое растение сем. розоцветных, ягодная культура. Выращивают в основном в Европе. Листья мощные, светлые, густо опушённые; цветоносы всегда возвышаются над листьями; ягоды мелкие, конической формы, с шейкой, красновато-фиолетовые, с мускатным вкусом; мякоть белая или жёлтая. Большинство сортов – двудомные растения. Клубникой часто неправильно называют крупноплодную землянику садовую.

КЛЮВ, орган, образованный удлинёнными костями челюстей, часто покрытыми роговым чехлом – рамфотекой. Клювы разнообразной формы характерны для птиц, головоногих моллюсков, сростночелюстных рыб, черепах, клювоголовых (гаттерия), клоачных (ехидна, утконос), зубатых китов (клюворылые и клювоголовые). Клюв состоит из надклювья и подклювья. В основании надклювья располагаются парные отверстия ноздрей, лишённая оперения восковица, либо роговый чехол переходит постепенно в кожные покровы в области лба (у журавлеобразных). Разнообразные действия клюва определяются в основном подвижностью надклювья, движения которого чётко координируются системой жевательных мышц и движениями подклювья. За небольшим исключением (совы и другие хищные птицы), птицы берут пищу клювом. Именно пищевая специализация в основном определяет размер, форму и некоторые особенности его строения. Клюв служит также для ухода за оперением, строительства гнезда, защиты и нападения, используется в сложном брачном поведении и др. Птицы, достающие пищу из воды, цветков, складок коры, трещин камней или из земли имеют длинные клювы, которые часто соответствуют длинным шеям и ногам (цапли, кулики). Для удержания живой, часто крупной пищи клюв снабжён крутым крючком на надклювье (некоторые хищные птицы, бакланы), или зубцом (у соколов). Клюв короткий, но с большим разрезом рта, окружённым жёсткими щетинками, характерен для птиц, ловящих насекомых на лету. У клестов челюсти клюва крестообразно перекрещиваются, что облегчает поднятие чешуи и вылущивание семян из шишек хвойных. Клюв зерноядных (вьюрковых) короткий, крепкий, широкий и высокий, с бороздами и валиками на нёбе. Роговые пластинки и зубчики по краям широкого клюва образуют цедильный аппарат (у гусей). У фламинго массивный клюв коленообразно изогнут вниз.

КЛЮКВА, род растений сем. брусничных. Включает 4 вида стелющихся вечнозелёных кустарничков, распространённых в умеренных и арктических областях Северного полушария. В России 2 вида, встречающихся на сфагновых болотах и в заболоченных лесах. У клюквы обыкновенной тонкие стебли длиной до 75 см несут очередные мелкие яйцевидные или продолговатые листья, беловатые снизу. Цветки пазушные, на длинных цветоножках. 5 розовых лепестков резко отогнуты. Плоды – шаровидные красные сочные ягоды. Содержат много органических кислот, витаминов и дубильных веществ. Очень полезен клюквенный морс.