Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций) - Александр Горкин

КЛЕ́ТОЧНАЯ ТЕО́РИЯ, одно из важнейших обобщений в биологии, согласно которому все организмы имеют клеточное строение. Представление о клетке появилось в 17 в. В 1665 г. английский физик Р. Гук, рассматривая под увеличительным стеклом срезы камыша, обнаружил, что они состоят из мельчайших ячеек, которые он назвал клетками. Позднее итальянский естествоиспытатель М. Мальпиги рассмотрел оболочку клетки, а изобретатель микроскопа А. Левенгук увидел в капле воды одноклеточные организмы – бактерии. В нач. 19 в. чешский биолог Я. Пуркине обнаружил в клетке протоплазму (цитоплазму). В 1831 г. английский ботаник Р. Броун открыл клеточное ядро, а немецкий ботаник М. Шлейден вскоре установил обязательное его присутствие в любой клетке. В 1839 г. немецкий физиолог и цитолог Т. Шванн создал клеточную теорию, в которой обобщил информацию о клетке и сформулировал представление о том, что организмы всех растений и животных состоят из клеток и что клетки – основные единицы жизни. В 1858 г. немецкий врач Р. Вирхов доказал, что новые клетки возникают только в результате деления ранее существовавших клеток, а в 1879–1880 гг. немецкий зоолог А. Вейсман развил эту мысль, сделав вывод о том, что клетки имеют непрерывную и очень древнюю «родословную».

Изучение клетки продолжалось в течение трёх веков, в результате была создана современная клеточная теория. Её главные положения: клетка – основная структурно-функциональная (универсальная) единица живых организмов; каждая клетка имеет ядро и окружена цитоплазматиче-ской мембраной; основные структурные элементы сходны как у прокариотических, так и у эукариотических клеток; клетки размножаются делением; клеточное строение всех организмов свидетельствует о единстве их происхождения. Клеточная теория имеет огромное значение для понимания роли клеточного уровня в развитии и организации живой природы.

КЛЕ́ТОЧНЫЙ ЦИКЛ, период времени от момента возникновения клетки в результате деления до следующего деления или гибели.

У одноклеточных организмов клеточный цикл длится столько, сколько живёт особь. Клетки многоклеточного организма разнообразны по строению и специализированы для выполнения различных функций. Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки. Напр., нервные клетки после завершения эмбрионального развития перестают делиться, не заменяются на протяжении всей жизни организма и погибают вместе с ним. Таким образом, жизненный цикл этих клеток длится несколько десятков лет. Клетки крови (эритроциты и лейкоциты), поверхности кожи и кишечника постоянно делятся, и период их жизни составляет от 2–3 сут до 2–3 недель. При этом соответствующие ткани непрерывно обновляются.

КЛЕТЧА́ТКА,то же, что целлюлоза.

КЛЕЩЕВИ́НА, род многолетних трав сем. молочайных. Единственный вид – клещевина обыкновенная. Произрастает в Восточной Африке, введена в культуру. Стебли могут достигать выс. 5 м. Листья на длинном черешке, 7—9-лопастные. Мелкие красноватые цветки в верхушечных кистях. Плоды – трёхгнёздные шиповатые коробочки, несущие по 1 семени в гнезде. Семена овальные, глянцевые, обычно пестроокрашенные. Содержат т. н. касторовое масло, широко применяемое в промышленности и медицине. Семенная кожура ядовита.

КЛЕЩИ́, беспозвоночные животные класса паукообразных. Сборная группа (св. 20 тыс. видов), которую одни учёные считают отрядом, а другие подклассом. Тело этих мелких паукообразных слитное, не расчленённое на отделы, дл. от 0,05 до 13 мм. Ротовой аппарат у клещей, питающихся твёрдой пищей, грызущего типа, а у питающихся жидкой пищей – приспособлен для прокалывания и сосания и образует колюще-сосущий хоботок.

Большинство клещей обитает на суше, некоторые – в воде. Среди растительноядных клещей много опасных вредителей с.-х. культур (паутинные клещи), зерна и продуктов его переработки (амбарные клещи) и др. Паразитические виды клещей – переносчики возбудителей многих заболеваний. Так, иксодовые клещи (напр., собачий клещ) переносят вирус энцефалита, чесоточный зудень – вирус возбудителя чесотки.

КЛОА́КА, открывающееся наружу расширенное окончание прямой кишки, в котором сходятся протоки выделительной и половой систем. Клоака есть у круглоротых, хрящевых рыб, всех земноводных, пресмыкающихся и птиц, а также у однопроходных (клоачных) млекопитающих. У остальных млекопитающих выводные протоки мочеполовой системы и конечный отдел прямой кишки разделены и открываются наружу мочеполовым и анальным (заднепроходным) отверстиями.

КЛОА́ЧНЫЕ, то же, что яйцекладущие.

КЛОН, генетически однородная группа потомков, образованная путём бесполого размножения от одной особи и обладающая всеми биологическими признаками и свойствами материнского организма (имеют такой же набор генов, или генотип). Клоны получают при вегетативном размножении растений черенками, отводками, прививками, а также при выращивании растительных и животных организмов из одной клетки методом культуры клеток и тканей. См. также Клонирование.

КЛОНИ́РОВАНИЕ, 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.