МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (підручник)

Біологія 11 клас

ТЕМА 2. ЗАКОНОМІРНОСТІ СПАДКОВОСТІ

§ 6. МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Які об’єкти найкращі для генетичних досліджень. Для вивчення генетичного апарату живих істот використовують спеціальні методи. Іноді дослідники просто спостерігають за організмами, іноді — вторгаються у найтонші молекулярні структури клітини. Для цього необхідні відповідні об’єкти. Усі об’єкти генетичних досліджень, на яких, як на моделях, вивчають основні закономірності спадковості та мінливості, мають відповідати певним вимогам: легке одержання з природи; можливість вільно культивувати; численне потомство; короткий репродуктивний період.
Таким вимогам найкраще серед прокаріотів відповідає бактерія кишкова паличка (мал. 23), а серед еукаріотів — дрозофіла. Звичайно, генетичні дослідження проводяться і на інших видах живих організмів, але для

Мал. 23. Електронно-мікроскопічне зображення кишкової палички.

Мал. 24. Так виглядають каріотипи: а — річкового рака; б — малярійного комара; в — кота; г — курки; ґ — коня під час метафази мітозу.

лабораторних дослідів найчастіше використовують саме ці два види об’єктів. Якраз їм наука зобов’язана найбільшими відкриттями у царині генетики.
Методи досліджень у генетиці. Мабуть, найголовнішим методом генетичних досліджень є гібридологічний метод, або метод схрещування. Саме він дав змогу Г. Менделю закласти основи генетики, які й сьогодні успішно використовуються вченими у генетичних дослідженнях. Суть методу проста: проводять схрещування організмів, які володіють ознаками, що цікавлять дослідника, а потім вивчають закономірності спадкування цих ознак отриманим потомством. За допомогою гібридологічного методу можна встановити головне: яким чином успадковується та чи інша ознака.
Цитогенетичний метод є більш сучасним методом генетичних досліджень. Для його застосування насамперед необхідні світловий мікроскоп з високою роздільною здатністю (адже доводиться вивчати структури, що містяться в ядрі) та спеціальне устаткування й технічні прилади. Сутність цитогенетичного методу — вивчення функціонування, кількості, форми і розмірів хромосом. Причому ці хромосомні параметри, як правило, унікальні для кожного виду тварин і рослин (мал. 24).
У кожній соматичній клітині людини міститься 23 пари хромосом. У сучасних лабораторіях для цитогенетичного дослідження беруть мазок периферичної крові («аналіз крові з пальця»), виділяють лейкоцити, які вміщують у спеціальне середовище. Хромосоми стають видимими у світловому мікроскопі тільки під час клітинних поділів, тому додаванням спеціальних речовин стимулюють поділ лейкоцитів. Щойно клітини починають готуватися до поділу, у зазначене середовище додають іншу речовину, яка зупиняє процес поділу клітин на певній стадії. Потім додають спеціальний барвник. Хромосоми стають видимими. Дослідник підраховує кількість хромосом, за спеціальними ознаками визначає, до якої пари належить та або інша хромосома, й робить висновок про структуру і кількість хромосом у наборі.
Цитогенетичний метод широко застосовують у медицині для виявлення причин ряду захворювань людини, оскільки іноді хвороби спричиняються порушенням кількості хромосом або поломками чи змінами структури окремих з них.
Суть генеалогічного методу, який називають також методом родоводів, полягає у вивченні зміни будь-якої ознаки в ряді поколінь піддослідного. Для цього потрібно обстежити якнайбільше членів його родини і скласти родовід, у якому позначити всіх, хто володіє досліджуваною ознакою.
Задовго до появи генетики цей метод використовували люди, котрі особливо піклувалися про одержання здорових і успішних нащадків. Зокрема, родоводи складали у родинах єгипетських фараонів і європейських королів. Ретельно вивчаючи їх, записували народження кожної дитини у спеціальні книги. Та й багато інших сімей складали родоводи й знали свій рід набагато глибше, ніж сучасні родини, де, як правило, знають своїх родичів не далі прабаби й прадіда.
Вивчаючи родовід, можна з тією чи іншою імовірністю передбачити появу хворої дитини, вгадати, яку зовнішність матимуть нащадки, навіть те, які риси характеру успадкує дитина від своїх предків. За допомогою генеалогічного методу досліджень вивчають як патологічні ознаки, хвороби, так і спадкування звичайних ознак, наприклад, зовнішності людини: колір очей, кучерявість волосся, форма носа тощо.
Відомо, що багато представників королівської династії Габсбургів мали досить великий ніс із горбочком і випнуту нижню губу. Однією з представниць цього королівського дому є королева Франції Анна Австрійська, описана О. Дюма в романі «Три мушкетери»: «Анні Австрійській було на той час років двадцять шість або двадцять сім, і вона перебувала у повному розквіті своєї краси. У неї була хода королеви або богині. Очі, що відливали смарагдом, підкреслювали досконалість краси, були сповнені ніжності й у той самий час величі. Маленький яскраво-червоний рот не псувала навіть нижня губа, злегка випнута, як у всіх нащадків австрійського королівського дому». Описана автором нижня губа королеви — генетична ознака, спадкування якої вивчене генеалогічним методом на прикладі родоводу Габсбургів.
Назва собачого корму «Педігрі» походить від англійського слова «pedigree» — породистий, племінний, яке, в свою чергу, походить від французького «pie degrue», що означає «відбиток ноги журавля», який нагадує лінії, що розходяться на генеалогічному дереві. Тому слово педігрі є терміном, що в генетиці тварин позначає поняття родовід. При побудові родоводів використовуються й інші терміни. Того, для кого будується родовід (головного досліджуваного), називають пробандом, його рідних братів і сестер — сибсами, шлюби між родичами — інбридингом (мал. 25).
Цікавим прикладом генеалогічного методу як засобу вивчення механізму успадкування генетичної хвороби може бути родовід останнього представника Російського царського дому царевича Олексія Романова. Як відомо, хлопчик страждав гемофілією — рідкісним генетичним захворюванням, за якого кров не згортається й не утворює тромбів, що закупорюють рани. Дослідники, які вивчали родовід царської родини, визначили, що фатальний ген царевич Олексій дістав від своєї прабабусі, англійської королеви Вікторії. Не будучи хворою, вона мала у своєму генотипі, тобто сукупності генів організму, гени, що провокують це захворювання. Ці гени Вікторія передала одному із своїх синів, деяким своїм онукам і правнукам, у тому числі й російському царевичу.

Мал. 25. Позначення при складанні родоводу.

Близнюковий метод. Суть цього методу полягає у спостереженні за однояйцевими (гомогаметними) близнюками (мал. 26). Ви пам’ятаєте, що поява таких близнюків можлива, коли на перших етапах поділу зигота розпадається на дві або більше частин і з кожної такої частини розвивається самостійний організм. Усі ці організми мають однаковий генетичний апарат, тобто їх можна назвати клонами. Під час порівняння близнюків вивчають подібність і відмінність генетично зумовлених ознак: кольору очей і шкіри, форми і кольору волосся, форми рота, носа, губів, вушних раковин, родинних плям, малюнку шкірних візерунків на пальцях і долонях. Крім того, метод включає аналіз здоров’я пацієнтів, перебігу у них різних захворювань. Вивчаючи близнюків, можна визначити, як навколишнє середовище впливає на організм, які зміни викликають умови життя: за однакових генетичних наборів усі відмінності у будові тіл, характерах, здоров’ї таких пацієнтів викликані винятково впливом довкілля.
Описані чотири методи — класичні методи генетичних досліджень. Останнім часом застосовують й інші методи.

Мал. 26. Монозиготні близнюки: спробуйте знайти між ними відмінності.

Мал. 27. За розташуванням основних дерматогліфічних ліній на долонях людини можна визначити носіїв спадкових хвороб.

Метод дослідження патології обміну речовин використовують для масових обстежень людей, серед яких потрібно виявити тих, хто страждає на спадкові порушення обміну речовин. У всьому світі в перші дні життя у новонароджених дітей беруть мазок крові з великого пальця ноги. За допомогою спеціальних хімічних реактивів визначають, чи немає в дитини фенілкетонурії — спадкової хвороби, пов’язаної з порушенням обміну амінокислот, що супроводжується накопиченням фенілаланіну та його токсичних продуктів. Наслідком фенілкетонурії може бути тяжке ураження організму і розумова відсталість. Цю спадкову хворобу необхідно діагностувати якомога раніше, оскільки в разі дотримання спеціальної дієти (продукти не повинні містити фенілаланіну) дитина виростає практично здоровою. Тобто генетичний дефект залишається, але зовні хвороба не проявляється, й людина веде нормальний спосіб життя.
Дерматогліфічний метод — метод дослідження відбитків долонь. Як відомо, кожна людина має чітко індивідуальний характер малюнка на кінчиках пальців і долонях. Усі знають, що відбитки пальців досліджують у криміналістиці, але не всім відомо, що дерматогліфічний метод застосовують й у генетичних дослідженнях. Справа в тому, що шкірний малюнок долонь має своєрідні відмінності у хворих із спадковими хромосомними патологіями. Обстежуючи батьків, можна запідозрити таку саму хворобу і в їхніх дітей (мал. 27).
Метод дуже простий: на поверхню скляної пластинки наносять чорну друкарську фарбу. Людина притискає долоні до пластинки і робить відбитки долонь на аркуші паперу. Фахівець вивчає відбитки крізь збільшувальне скло й оцінює їх специфічні ознаки.
Молекулярно-генетичні методи досліджень стали досягненням біологічної науки другої половини XX століття. Вони уможливлюють вивчення самої структури ДНК, визначення подібності чи відмінності різних геномів або їх ділянок, виявлення ушкоджень структури ДНК і навіть розшифрування первинної послідовності основ у ДНК або РНК. Молекулярно-генетичні дослідження передбачають застосування різноманітних методів і методик. Спільним для всіх є те, що, по-перше, необхідно виділити зразок ДНК досліджуваного організму і, по-друге, використати генно-інженерні технології. Для одержання ДНК беруть будь-які клітини, що містять ядра. У людини найчастіше беруть лейкоцити крові, клітини слизової оболонки рота (для їх одержання досить провести шпателем по внутрішній поверхні щоки) або, якщо вивчається геном ембріона, — навколоплідну рідину.
Молекулярно-генетичні методи потребують незначної кількості досліджуваного матеріалу. Вивчити структуру геному організму можна за одним-єдиним волоском, найменшим слідом крові, маленьким шматочком шкіри або кістки.
Для проведення молекулярно-генетичних досліджень використовують тільки невеликий фрагмент ДНК, який містить гени, що цікавлять. Для одержання такого фрагмента застосовують спеціальні ферменти рестриктази (від лат. рестрикціо — обмеження), які ріжуть молекулу ДНК у строго визначеному місці. Використовуючи набори різних рестриктаз, вдається вирізати з молекули ДНК потрібні фрагменти невеликого розміру.
Наступним етапом дослідження є збільшення кількості добутих фрагментів ДНК. Збільшення кількості ДНК можливе завдяки здатності цієї молекули до самоподвоєння. Збільшення копій ДНК називають ампліфікацією (від лат. ампліфікаціо — посилення, збільшення). У живому організмі ампліфікація — природний процес реплікації ДНК. У лабораторних умовах його підміняє спеціальна методика — полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР). Одержана ДНК є матеріалом для різних досліджень.
Сучасні молекулярно-генетичні методи дають змогу з найвищою точністю встановити близькоспорідненість двох особин, у тому числі й давно померлих людей, якщо доступні їх біологічні матеріали (кістки, волосся). Суть методики проста: порівнюють певні ділянки ДНК різних людей і визначають ступінь подібності послідовностей нуклеотидів цих ділянок. Саме так були ідентифіковані члени загиблої родини останнього Російського імператора Миколи II.
Молекулярно-генетичні методи завдяки їх великій точності використовують у судовій медицині, наприклад метод «генетичних відбитків пальців». З найменшої кількості знайденого на місці злочину біологічного матеріалу (крові, слини, волосся, сперми) виділяють ДНК, розщеплюють її на фрагменти, розділяють ці фрагменти у спеціальних носіях і дістають картинку розташування смуг, так званий «генетичний відбиток пальців». Ця картинка унікальна для кожної людини, за винятком однояйцевих близнюків. Адже кожна людина за нюансами нуклеотидних послідовностей так само, як і за папілярними візерунками, — унікальна. Такі «генетичні відбитки пальців» вносять у спеціальну базу і так само, як і справжні відбитки пальців, порівнюють з «генетичними відбитками пальців» підозрюваного. Цей метод також допомагає встановити батьківство — у батьків і дітей «генетичні відбитки пальців» певною мірою схожі.

Таблиця 1

Ступінь подібності геномів людини та живих істот інших видів

Порівнювані види	Ступінь подібності геномів
Людина — людина	99,9 %
Людина — шимпанзе	98,7 %
Людина — горила	98,38%
Людина — собака	95%
Людина — круглий черв	74%
Людина — банан	50%
Людина — нарцис	35%

Вивченням не фрагментів ДНК, а всієї ДНК одного організму займається наука геноміка. Одним з найбільш грандіозних наукових програм став проект «Геном людини», розпочатий у 1990 році. Цей проект повністю не завершений. Головна його мета — визначити послідовності нуклеотидів, які становлять ДНК людини.
У сучасній генетиці використовується велика кількість методів досліджень, однак основним залишається гібридологічний метод, оскільки саме він дає змогу спостерігати, яким чином успадковуються ознаки.
Учені-генетики широко застосовують фізичні та хімічні методи у молекулярних дослідженнях, що допомагає вивчити тонку структуру генетичного апарату організму. Результати генетичних досліджень використовуються в медицині, зоології, ботаніці, еволюційній біології, криміналістиці, селекції тварин і рослин, біотехнологіях.

СТАНОВЛЕННЯ ГЕНЕТИКИ ЯК НАУКИ, її ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ (підручник)

Біологія 11 клас

 ТЕМА 2. ЗАКОНОМІРНОСТІ СПАДКОВОСТІ

§ 5. СТАНОВЛЕННЯ ГЕНЕТИКИ ЯК НАУКИ, її ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ

Терміни і поняття: генетика; дискретні ознаки; гіпотеза пангенезису; мутація; ген; хромосомна теорія спадковості.
Що вивчає наука генетика. Дивно, але наука про одну з головних властивостей живого: здатність успадковувати і зберігати в ряді поколінь свої ознаки — одна з наймолодших біологічних наук. Предметом її вивчення є не тільки спадковість — здатність зберігати ознаки своїх батьків, а й мінливість — у той самий час відрізнятися від них. Отже, генетика (від грец. генезіс) — наука про закони та механізми спадковості та мінливості.
Люди завжди розуміли, що всі організми передають свої особливі ознаки потомству: у кішки народжуються тільки кошенята, з яєць курки завжди вилуплюються курчата, з насіння рису ніколи не виростає, скажімо, пшениця. Проте наукове розуміння цих, здавалося б, очевидних істин почало формуватися лише близько 100 років тому.
Люди ще у давнину займалися, власне кажучи, прикладною генетикою — селекцією. Приручаючи диких тварин, вони відбирали серед них тих, яких вважали корисними: найрозумніших і найвідданіших собак, найбільш багатих молоком корів, найвитриваліших, жвавих і слухняних коней. Саме від тварин, які мали найбільш бажані людині властивості, одержували потомство, яке успадковувало ознаки батьків. У результаті багатовікової роботи були виведені породи свійських тварин і сорти культурних рослин.
Уявлення про механізми успадкування до виникнення генетики. Почувши слова «чистокровний» або «напівкровка», сучасна людина навіть не замислюється, свідченням чого вони є, як діють механізми спадковості, яка матеріальна субстанція здатна передавати ознаки від батьків нащадкам. Ще близько 150 років тому вчені вважали, що такою субстанцією є речовина, що міститься в крові: змішуючись, як дві рідини, ці «спадкоємні фактори крові» передаються нащадкам.

Мал. 17. Ф. Гальтон.

Ця помилкова гіпотеза про успадкування ознак була названа пангенезисом (від грец. пан — усе і генезіс).Згідно з цією концепцією кожна клітина організму з током крові передає статевій клітині дрібний зародок — гемулу, з якої в майбутньому організмі розвивається така сама клітина. Гіпотезу пангенезису висунув у 1868 р. Ч. Дарвін. Йому просто необхідно було підвести якусь матеріальну основу під явище успадковування ознак. Його двоюрідний брат Френсис Гальтон (1822—1911) дослідним шляхом перевіряв правильність теорії пангенезису. Для цього він переливав кров від темних кроликів світлим, очікуючи, що наявні в крові гемули темнозабарвлених клітин перетворяться в темні плями на шкірках світлих кроликів. Однак гіпотеза не підтвердилася: переливання крові не справило жодного впливу на забарвлення шерсті потомства. Вона була настільки штучною й умоглядною, що навіть сам Ч. Дарвін, який із самого початку вважав гіпотезу пангенезису «тимчасовою», пізніше визнав її хибною у цілому.
Гіпотеза пангенезису нагадувала гіпотезу про успадкування ознак, запропоновану ще античним лікарем Гіппократом. На думку великого еллінського вченого, «насіння» чоловіка й «насіння» жінки створюють усі частини людського тіла, тому воно несе інформацію про всі ці частини. Під час злиття материнського і батьківського «насіння» ознаки батьків вступають у боротьбу, і в дитини проявляється ознака-переможець.
Як формувалася сучасна генетика. 8 березня 1865 р. на засіданні Брюннського (нині місто Брно) товариства натуралістів і лікарів виступив з доповіддю про результати схрещування гороху чеський чернець августинського ордена Грегор Мендель (1822—1884). Чернець розповів про одержані ним дивні кількісні співвідношення жовтих і зелених, зморшкуватих і гладеньких горошин. Виступ доповідача не справив ніякого враження на слухачів. Ніхто з присутніх навіть не підозрював, що став свідком зародження нової науки — цариці біології — генетики, а ім’я доповідача увійде в історію як ім’я її основоположника і його портрети будуть надруковані в усіх підручниках біології. Результати дослідів Менделя спростовували уявлення про те, щоспадкові фактори змішуються, як два розчини, і демонстрували, що ознаки батьків успадковуються окремо, як дискретні (від лат. дискретус — такий, що переривається) ознаки.
Мендель з дитинства захоплювався садівництвом, цікавився рослинами й мріяв викладати природничі науки. Однак, здаючи іспити на звання викладача, одержав незадовільні оцінки з біології і геології. Ще двічі Мендель намагався скласти іспити з біології й щоразу «провалювався». (Цікаво, що б подумали його екзаменатори, зумій заглянути в майбутнє?) Однак Мендель не розчарувався в біології і з захватом займався гібридизацією рослин, вивчав статистичні закономірності розподілу ознак у гібридів. Особливо цікавими виявилися досліди з рослинами гороху, які відрізнялися такими якісними ознаками: насіння гладеньке або зморшкувате, жовте або зелене, форма насінини опукла чи з перетяжками. Потомство, отримане від схрещування рослин різних форм, Мендель підраховував. До нього такого математичного аналізу ніхто не робив. Він опублікував результати своїх досліджень і розіслав їх 40 найвідомішим на той час ботанікам, проте ніхто не знайшов нічого цікавого в роботі чеського ченця. Мендель спробував повторити свої досліди з іншою рослиною — нечуйвітром і з тваринами — бджолами. На жаль,

Мал. 18. Г. Мендель.

Мал. 19. А. Вейсман.

бажаних результатів вони не дали. А причиною було те, що Мендель випадково обрав для дослідів об’єкти, розмноження яких відбувається за допомогою партеногенезу. Як нині зрозуміло, спадковість ознак організмів цих видів не може бути такою, як у гороху. В результаті і сам учений перестав вірити у своє відкриття. Через три роки після історичної доповіді Менделя обрали настоятелем монастиря, і він припинив біологічні дослідження. Вчений так ніколи й не довідався, що опубліковані в матеріалах того самого засідання Брюннського товариства натуралістів і лікарів результати його наукового пошуку через 35 років підтвердилися.
Категоричну незгоду з гіпотезою пангенезису висловив видатний біолог Август Вейсман (1834—1914). Тривалі заняття з мікроскопом сильно ушкодили його зір. Змушений припинити улюблені мікробіологічні дослідження, він присвятив себе теоретичним питанням біології і зробив на той час зухвалі припущення, які згодом виявилися просто геніальними передбаченнями майбутніх відкриттів. Зокрема, саме він висловив гіпотезу, що кількість хромосом у статевих клітинах повинна бути вдвічі меншою, ніж у соматичних. На противагу гіпотезі пангенезису вчений припустив, що зачаткові клітини й клітини тіла — принципово різні. Також він висловив думку, що невідомий тоді спадковий фактор повинен мати дискретну природу. Цю гіпотезу пізніше підтвердило відкриття носіїв спадкової інформації — генів. Вейсман запропонував гіпотезу «безсмертної зародкової плазми», згідно з якою існує «безсмертна часточка життя», яка, на відміну від смертних соматичних клітин, ніколи не вмирає і передається від батьків потомству в низці поколінь.
А. Вейсман справді вніс неабиякий вклад у генетику. Не випадково у Радянському Союзі в 40—50 роках XX ст., коли була заборонена справжня генетика, їй дали лайливу назву: «вейсманізм — менделізм — морганізм». Крім того, вчений зробив значний внесок в еволюційне вчення. Він довів неспадковість набутих за життя механічних ушкоджень; заперечував принцип розвитку під впливом суто внутрішніх причин; визнав головним фактором еволюції природний добір, на допомогу якому приходить, зокрема, і змішання «зародкових плазм» батьків.
На початку XX ст. ботаніки: німецький — Карл Еріх Корренс (1864— 1933), австрійський — Еріх Чермак (1871 —1962) і голландський — Хуго де Фріз (1845—1935) провели серію дослідів з гібридизації рослин, які підтвердили основні висновки Г. Менделя про незалежне спадкування батьківських ознак і про чисельні співвідношення цих ознак у потомстві.
У 1901 р. Фріз увів у біологічну термінологію поняття мутація (від лат. мутаціо — зміна). Сам термін був не новий: у XIX ст. його використовували в геології для позначення різких змін викопних решток тварин. Однак учений застосував цей термін у сучасному значенні: мутація — раптова стрибкоподібна зміна спадкової ознаки.

Мал. 20. X. де Фріз.

Мал. 21. Т. Морган.

Дальший розвиток генетики став лавиноподібним. Щороку вводилися нові поняття, які стали ключовими поняттями сучасної біології. У 1902-1903 pp. У. Саттон висловила думку про те, що «спадкові фактори» перебувають у хромосомах. У 1906 р. англійський натураліст В. Бетсон увів назву нової науки — генетика. У 1909 р. датський ботанік В. Йоханнсен запропонував термін ген (від грец. генос — рід) на позначення структурної та функціональної одиниці спадковості.
У становлення генетики як науки надзвичайно великий внесок зробив Томас Хант Морган (1866-1945). Як не дивно, багато наукових відкриттів ґрунтується не лише на міцних знаннях, талантові й завзятості. Часто для успіху необхідні інтуїція і талан. Наприклад, успіх дослідів Менделя багато в чому зобов’язаний тому, що вчений інтуїтивно обрав для своїх досліджень чудовий об’єкт — горох. А подальша невдача, що змусила Менделя відмовитися від дальших досліджень, стала результатом вибору невдалих піддослідних об’єктів. Морган же для своїх дослідів обрав не просто вдалий, а ідеальний об’єкт, що згодом став найвідомішою генетичною моделлю, — плодову мушку дрозофілу (мал. 22). Вона легко розводиться у неволі; її життєвий цикл становить 10—20 діб; за цей період одна самка дає близько 400 потомків. Плодових мушок легко вивчати протягом усього їхнього життя. Крім того, у клітинах слинних залоз личинок дрозофіл є гігантські хромосоми, дуже зручні для досліджень, оскільки не потребують мікроскопів з надто великим збільшенням.
Свої дослідження Морган розпочав у 1908 році. Спочатку він добував дрозофіл у бакалійних і фруктових крамницях: просто виловлював їх сачком, одержавши дозвіл господарів крамниць, які кепкували з дивака-мухолова. Тридцятип’ятиметрова кімната для дослідів, так звана «fly-room» (мушача кімната) у Колумбійському університеті, де Морган проводив свої дослідження, швидко стала широковідомою. Усе приміщення було заставлене пляшками, банками, плошками й колбами, де літали тисячі мух, копирсалися ненажерливі личинки. Усі ці посудини були обліплені лялечками дрозофіл. Пляшок увесь час не вистачало. Ширилися чутки, що рано-вранці дорогою до лабораторії Морган і його студенти викрадали пляшки для молока, які жителі Манхеттена виставляли ввечері за двері!
Вивчаючи вирощених мух, Морган виявив, що вони відрізняються зовні: крім звичайних червонооких мух, існують білоокі, жовтоокі й навіть мухи з рожевими очима. Бувають мухи з довгими і короткими крилами. Навіть є мухи зі скривленими зморщеними крильцями, не здатні літати. Дрозофіли

Мал. 22. Дрозофіла — найпопулярніший об’єкт генетичних досліджень: а — самець, б — самка.

різняться формою і забарвленням черевця, ніг, антен і навіть щетинок, що вкривають тіло.
Морган схрещував дрозофіл, стежачи за успадкуванням величезної кількості всіх цих ознак. Аналізуючи результати спостережень, він дійшов висновку, що деякі ознаки передаються нащадкам разом. Виходячи з цього, вчений припустив, що гени, які визначають ці «зчеплені» ознаки, не розкидані по всій клітині, а зчеплені в якомусь «острівці». Він встановив: усі спадкові ознаки мушки поділяються на чотири «зчеплені» групи. Вже було відомо, що дрозофіла має чотири пари хромосом. Звідси Морган зробив висновок, що гени локалізуються у хромосомах — у ланцюгах із сотень генів у кожній хромосомі. Вчений висунув постулат: чим більша відстань між двома генами в хромосомі, тим більша ймовірність розриву ланцюга; розташовані близько гени розділяються дуже рідко. Виходячи зі своїх спостережень, Морган склав карти розташування генів у хромосомах мушки дрозофіли. І сталося це вже через рік після прийняття терміна гені.
Крім того, Морган виявив, що деякі ознаки передаються або тільки самцям або тільки самкам. Він зробив висновок, що ці гени локалізовані в хромосомах, які визначають розвиток статі. Так ним було відкрите існування статевих хромосом.
Результатом дослідження Морганом дрозофіл стала хромосомна теорія спадковості. Головний її постулат такий: матеріальною основою спадковості є хромосоми, в яких локалізовані гени.
У 1933 р. Томас Хант Морган був визнаний гідним Нобелівської премії з фізіології і медицини «За відкриття, пов’язані з роллю хромосом у спадковості». Він чи не єдиний з батьків генетики, хто удостоївся такої честі.
Таким чином, історію генетики започаткували два фундаментальних етапи. Перший — гібридологічні дослідження, що почалися з дослідів Менделя. Результатом їх стали докази існування спадкових факторів, які передаються від батьків нащадкам, підпорядковуючись певним математичним законам. Другий — цитологічні дослідження, які ґрунтувалися насамперед на дослідах Моргана і завершилися доведенням того, що носіями спадкових факторів є хромосоми.
Завдання сучасної генетики. Генетика — одна з наймолодших і найперспективніших біологічних дисциплін. Залежно від об’єкта дослідження виділяють генетику рослин, тварин, мікроорганізмів, людини; з огляду на використовувані методи — молекулярну, біохімічну, цитогенетику; відповідно до проблеми, яка стоїть перед окремим напрямом — еволюційну, фізіологічну генетику, генетику розвитку тощо. Генетичні дослідження широко застосовують у медицині, сільському господарстві, мікробіологічній промисловості. Існують галузі прикладної генетики — селекція і генетична інженерія.
Як це не дивно, але головні завдання сучасної генетики не відрізняються від тих, які ставили перед собою Мендель і Морган: 1) механізми зберігання і передачі генетичної інформації від батьків потомству; 2) способи і шляхи реалізації цієї інформації у вигляді ознак і властивостей організмів;
3)     різноманітність типів, причин і механізмів мінливості всіх живих істот;
4)     взаємозв’язки процесів спадковості і мінливості як рушійних факторів еволюції органічного світу.
Генетика є одним з найактуальніших напрямів сучасної біології. Вона виникла трохи менше століття тому. Причиною її стрімкого розвитку стали потреби людства у застосуванні здобутих у межах цієї науки знань як для розвитку інших напрямів біології, так і для розв’язання низки практичних завдань, зокрема виведення нових високопродуктивних порід тварин і високоврожайних сортів рослин, а також для потреб медицини.

Цікаво знати

ЦІКАВО ЗНАТИ

І. Акімушкін

ЛЮДИНА НАРОДИЛАСЯ*

Людина народжується раніше, ніж з’являється на світ. На дев’ять місяців раніше, коли один з 200 мільйонів батьківських сперматозоїдів, напружуючи всі свої мікросили, спрямовується (зі швидкістю 7,5 сантиметра на годину) до материнської яйцеклітини й, прорвавши кордони її оболонки, буквально вливається в неї. Щаслива мить! Через півгодини їх ядра поєднуються назавжди в одне єдине й нове диплоїдне ядро — людина народилась.

Вона ще одноклітинна зигота: без рук, без ніг, без усяких органів. Але все її майбутнє, залежне від спадковості, усі гарні й погані якості, особливості характеру, розуму й статури відтепер визначені. Злиття ядер гамет і з’єднання генів батька й матері дають життя новій індивідуальності, увесь шлях розвитку якої запрограмований у нових комбінаціях хромосом.

Початок усіх справ людських, перший крок у світ — поділ заплідненого яйця.

Розвиток починається відразу: запліднившись, яйцеклітина незабаром ділиться навпіл. Через десять годин — знову мітоз і поділ: майбутня людина складається вже із чотирьох клітин.

Через десять годин — другий крок, другий поділ.

Через тиждень їх сто. Важать вони близько грама, і «купа» клітин, іменована відтепер ембріоном, у поперечнику... з наперсток? Ні, менше. Навіть набагато менше шпилькової голівки — 0,2 міліметра!

Отут відбувається щось дуже важливе: досить значна в житті людини подія — переселення в матку.

Яйцеклітина, залишивши жіночий яєчник, спочатку потрапляє неначебто в грамофонну трубу. (Точніше, потрапляє вона спочатку в порожнину тіла, а потім мерехтливі війки яйцепроводу разом з током порожнинної рідини заганяють її у фаллопієву трубу.) Прорвавши його оболонку, яйцеклітина спрямовується у світ нескінченних перетворень, що очікують її за порогом.

Цю трубу називають фаллопієвою. Іншим своїм кінцем вона вростає в матку. Так ось, у фаллопієвій трубі, або, інакше кажучи, у яйцепроводі, сперматозоїд наздоганяє яйцеклітину й, злившись з нею, народжує людину.

Через тиждень зародок, сповзаючи вниз по фаллопієвій трубі, переселяється у матку. Тут його зовнішні клітини зростаються з пухкою поверхнею матки й утворюють плаценту, або дитяче місце. Цей губчатий шматок плоті слугує людині у перші дев’ять місяців його життя і легенями, і шлунком, і печінкою, і нирками.

У плаценті кровоносні судини тісно стикаються з кров’ю матері (але не змішуються з нею!). Із крові в кров, від матері до дитини, дифузно поширюючись, тече кисень: ним зародок дихає. Течуть і поживні речовини — уже через годину після того, як мати їх перетравить. Через плаценту ембріон викидає геть непотрібні йому продукти. Вона ж, як гарний фільтр, не пускає до нього мікроби й отруйні речовини.

Але, на жаль, не всі. Нікотин і алкоголь, сифіліс і віруси краснухи (краснуха — найнебезпечніша на першому місяці життя (ембріонального): вона тоді уражує ускладненнями — вади серця, катаракта, глухота й недоумкуватість — майже половину заражених нею ембріонів, через два місяці — лише 8—9 відсотків) обходять сторожові пости плаценти й часто прориваються до беззахисного ще зародка, отруюючи його на все життя. Між 28-м і 49-м днями після зачаття зародок особливо сприйнятливий до всяких хімікалій і отрут, і, знаючи про це, мати не повинна у цей період приймати навіть ліки, якщо може без них обійтися.

До кінця третього місяця плацента вже цілком зріла й функціонує на повну силу. А до цього, поки вона ще зріє, відбуваються такі події.

Через місяць зародок — завдовжки з ніготь мізинця, вже має зачатки рук і ніг і разом з ними... хвіст і зябра. Ну не зовсім зябра, а так звані зяброві щілини — атавістичний дарунок наших предків — риб. Потім вони заростають, частково перетворюючись у зобну й щитовидну залози, у вуха й тканини обличчя. А хвіст, хоч він і справжній, теж потихеньку деградує, і залишається від нього тільки куприк.

Але скелета в місячного зародка ще немає. Є тільки серце (воно починає пульсувати на 18-й день і б’ється без відпочинку до самої смерті!) (У місячного зародка серце в 9 раз (відносно ) більше, ніж у дорослої людини, і б’ється 65 раз на хвилину) і зачатки легенів, печінки, нирок, нервів, очей і вух.

Два місяці. Перед нами вже закінчена людина. Вірніше, крихітний гомункулюс (так у в Середньовіччі називали крихітну людинку, яка, на думку алхіміків, могла самозароджуватися): росту в ньому лише 2—3 сантиметри. Але всі його органи (навіть пальці на руках і ногах) у цілому сформовані.

Три місяці. Ембріон ще підріс: 5—9 сантиметрів. Уже перші кістки підпирають м’язи, і нерви, як дроти, розгалужуються в ньому. Можна визначити навіть стать: жіноча чи чоловіча. І з цього знаменного моменту ембріон називають плодом.

Чотири місяці. Плід може комфортабельно розміститися на долоні: його довжина 10—16 сантиметрів, вага 40—50 грамів. Плацента товстим млинцем зрушилася до матки (дотепер вона оточувала зародок). Маленька людина, як у целофан, загорнута у прозору й тонку зародкову оболонку. Видно, як вона немов парить у ній і, морщачи личко, «дихає» навколоплідною рідиною, набираючи її в легені й викидаючи з них. Це тренування для легенів: насправді ж плід дихає не ними, а пуповиною, яка через плаценту постачає його кров киснем. (Можливо також, що, «вдихаючи» навколоплідні води, плід одержує з них необхідні речовини й віддає непотрібні.)

Мати вже почуває, як він там штовхається ніжками у неї всередині {втім, рухатися ембріон почав ще на третьому місяці, але тоді навколоплідна рідина амортизувала поштовхи, і мати їх не відчувала).

...П’ять місяців. Людина важить близько фунта (0,4 кг) і проявляє свій поганий або добрий норов. Вона вже чує голосні лементи з гучного світу, в якому живе його мати, по-своєму їх лякається, або, навпаки, якщо характер у нього агресивний, гнівається й погрожує. Вона вже реагує на мамині настрої й, очевидно, навіть на її ніжні слова й пещення.

Якщо трапляться передчасні їюлоги, плід може й вижити. Щоправда, доля дає йому на це лише один шанс зі ста. Але все-таки, якщо лікарі не пошкодують сил, таке можливе: одна п’ятимісячна дівчинка в Данії народилася у вазі курчати: 675 грамів! Її відразу уклали в купіль із живильним розчином, і вона вижила.

Шість місяців — людині вже тісно в мамі, і вона готується залишити її. Повертається вниз головою — так зручніше вибиратися. Але попереду ще вісім-дев’ять довгих безтурботних тижнів, повних не затьмареного насильством задоволення (так запевняє Фрейд). Потім почнуться всякі придушення інстинктів і бажань, а поки, у непокинутому ще раї, безтурботно блаженствуючи й смакуючи радості вдоволеного апетиту, майбутня дитина... ссе великий палець.

Сім місяців — плід відкриває очі! І хоча там, де він живе, дуже темно, дивиться, не стуляючи повіки, немов не терпиться йому побачити барвисті картини, які скоро відкриє перед ним життя.

Сім місяців і вага не менше кілограма — дві неодмінні умови, які дають лікареві надію (не дуже, втім, тверду), застосувавши все своє мистецтво, врятувати життя недоношеної дитини.

Через місяць такої надії майже не буде. А ще через місяць людина народиться й виживе без допомоги лікаря. Перший вдих дитини — найбільш важкий: в її легенях немає повітря, їх стінки опалі, як порожній мішок.

І тоді людині, щоб, відкривши рот, вона наповнила їх, дають першого ляпаса. І вона кричить, тому що не любить, коли кривдять. Цей лемент, кажуть матері, — перший і останній плач дитини, який не турбує, а радує.

Переклад С. В. Межжеріна, 2011

ЛІТ ДО СТА РОСТИ НАМ БЕЗ СТАРОСТІ

Найбільш довголітнім представником роду людського за всю його історію, очевидно, варто було б вважати біблійного героя Мафусаїла. Як стверджує Біблія, цей старець прожив 969 років. Однак Біблія, хоч і найдавніший документ, але, на жаль, не найбільш достовірний. До того ж сучасні тдослідження показали, що в цьому випадку просто відбулася плутанина з календарним відліком. У часи Мафусаїла рік календаря, за яким визначали «життєвий стаж» поважного старця, за кількістю днів дорівнював лише одному нашому місяцю. Майже тисячолітній «мафусаїлів вік» — це нинішні 78 років. Так що, наприклад, у Грузії Мафусаїл сьогодні міг би зійти за парубка.

Загалом, як не спокусливо було б усвідомлювати, що один із синів людських, нехай навіть у біблійні часи, прожив майже десять століть, випадок з Мафусаїлом треба віднести до курйозів і звернутися до фактів більш достовірних.

Майже два століття — 186 років — прожив абат Кентингерн*, який вмер у 600 році. Угорський землевласник Петро Зортай народився в 1539, а помер в 1724 році, проживши також 185 років. 180 років ходила по землі осетинка ... Тенсе Абзиве. Дещо менше її прожив Джон Равель (172 роки). Його дружині Сарі Равель у рік його смерті було 164 роки. До речі, це приклад найбільш тривалого шлюбного союзу. Разом вони прожили 126 років. Албанець Худиє прожив 170 років. І за цей час кількість його нащадків досягла двохсот.

Англійський селянин Фома Парра прожив 152 роки. Помер Фома у 1721 році від завороту кишок, що стався після бенкету при королівському дворі, влаштованого на його честь: король побажав ушанувати найстаршу людину в Англії. Знаменитий лікар Гарвей після розтину заявив, що це була надзвичайно міцна людина, яка мало піддалася старості. Син Фоми Парра помер 127-річним.

У Грузії дуже популярний хор столітніх старих. А танцюрист Л. Шарія в 112 років одержав навіть премію за кращий танець.

Загалом цей перелік можна продовжувати. Випадки виняткового довголіття спостерігалися за всіх часів і в усіх народів. Цікаво, що для досягнення такого похилого віку, очевидно, не завжди обов’язково, щоб життя було спокійне.

Так, 146-літній Дракенберг провів життя досить важке й тривожне: 91 рік він прослужив матросом і 15 років був у неволі в африканських піратів. Не завжди, імовірно, потрібна й особлива помірність життя. Іноді люди, які досягли столітнього віку, відрізнялися великою нестриманістю. Хірург Політиман, який прожив 140 років, починаючи з 25-літнього віку мав звичай щодня напиватися. Ірландський хлібороб Браун, який помер 120-річним, заповів зробити такий надгробний напис: «Він завжди був п’яний і такий страшний у цьому стані, що сама смерть його боялася».

Один паризький єпископ, який прожив 115 років, прославився нестримними гульбами. У сто років він перейшов до «помірного способу життя» і в

*  У суто науковій літературі цей та інші випадки довголіття, наведені у статті, піддаються сумніву, адже на той час не було достовірної реєстрації ані дня народження, ані дня смерті. Найбільша тривалість життя у людини за сучасними підтвердженими даними — 118 років.

книзі про причини свого довголіття серйозно писав, що «з тих пір він з’їдав у день не більше фунта м’яса й випивав не більше літра вина».

Зі сказаного, зрозуміло, ніяк не випливає, що алкоголь — відмінний засіб продовження життя. Навпаки, зловживання спиртним руйнує організм. Довголітні п’яниці прожили б ще довше, якби не пили. їхній приклад доводить лише, якою величезною життєздатністю іноді наділяє природа людину.

Взагалі важко зараз точно визначити, у чому причини виняткового довголіття названих людей, але, безумовно, перше місце тут належить спадковості. Одні родини наділені від природи винятковим довголіттям. В інших, навпаки, усі живуть недовго.

Цікавий випадок «сімейного довголіття» наводить у своїй книжці «Продовження життя» академік А. А. Богомолець: «31 липня 1654 року кардинал Д’арманьяк побачив, проходячи вулицею, 80-літнього старого, який плакав. На запитання кардинала старий відповів, що його побив батько. Здивований кардинал побажав побачити батька. Йому представили дуже бадьорого старого 113 років. Старий пояснив кардиналові, що побив сина за неповагу до діда, повз якого той пройшов, не вклонившись. Увійшовши в будинок, кардинал побачив ще одного старця — 143 років.

Переклад С. В. Межжеріна, 2011

С. В. Межжерін, Ю. Р. Шеляг-Сосонко

ЖИТТЯ ПІД ЗНАКОМ ТОТАЛЬНОЇ ДЕГРАДАЦІЇ*

Песиміст:

—Усе, гірше вже не буде!

Оптиміст:

— Ні, буде! Ні, буде!

Щоб існувати успішно й довго, людство має використовувати лише ті ресурси, які можна відновити, у жодному випадку не допускати їх безповоротної втрати. Цей принцип дістав назву «стійкого розвитку» і став наріжним каменем «Порядку денного на XXI століття» — офіційного документа, прийнятого на конференції ООН з охорони довкілля й розвитку, що відбулася в червні 1992 р. у Ріо-де-Жанейро. Через п’ять років, на XIX спеціальній сесії Генеральної Асамблеї ООН, присвяченій проблемі стійкого розвитку людства, було констатовано, що попри низку позитивних результатів, загальні тенденції в галузі стійкого розвитку гірші, аніж були п’ять років тому.

За період своєї «життєстверджуючої» діяльності людство вже втратило близько 45 % земель, придатних для сільського господарства. Цей процес триває дедалі швидшими темпами — кожні двадцять років у Світовий океан

*    Дзеркало тижня. — 2001. — № 15. — 14 квітня.

 змивається прошарок родючого ґрунту, еквівалентний всій орній землі США.

На сьогодні двом з половиною мільярдам людей бракує питної води.

Щороку вирубується 25 млн гектарів лісу (це відповідає площі лісів трьох територій України). Отже, в атмосфері кисню стає дедалі менше, а вуглекислого газу дедалі більше. За прогнозами, до середини XXI століття вміст вуглекислого газу в атмосфері збільшиться на 230 відсотків.

Якщо підсумувати весь втрачений ґрунт, воду і рослинність, то виявиться, що Європа «з’їла» себе вже кілька разів.

За найоптимістичнішими прогнозами, за існуючих темпів експлуатації природи людству вистачить вільних ресурсів до 2050 року.

Зрозуміло, що в планетарному масштабі людство далеке від перспектив стійкого розвитку. А чи можна вижити в одній окремо взятій країні? Які в цьому плані перспективи України — країни з багатющими в минулому природними ресурсами?

Природні ресурси України, попри падіння виробництва і зменшення площі оброблюваної землі, деградують такими ж темпами, що й за часів розвиненого соціалізму. І що найдивніше, за період нашої незалежності ця тенденція навіть збільшилася. Певне, глобальна криза тому і називається глобальною, що вона торкається всіх сторін буття.

Україну офіційно визнано країною з катастрофічним становищем навколишнього середовища. Це розуміють усі: і високі посадовці, і люди свідомі, і далекі від проблем біорізноманітності обивателі. Головна небезпека екологічної кризи пов’язана з деградацією природних джерел, що безпосередньо забезпечують життя людини: ресурсів ґрунту, прісної води, рослинного і тваринного світу.

Земля без шкіри

Наша країна — одна з найбільш розораних у світі. Навіть нині, у розпал кризи сільського господарства, під плугом перебуває понад 55 % її території. Наївно думати, що розорана земля — це ґрунт, приведений у порядок, удобрений, угноєний і позбавлений всякого сміття. Насправді розорана територія, образно кажучи, — «земля без шкіри», що стає вразливою для ерозії і не до кінця реалізує свої біосферні функції, не забезпечуючи повної продуктивності рослин і тварин. Порівняйте: у Франції та Німеччині розорано не більше 33 % земель, в Англії — 18 %, а в США — 15%.

Наш народ традиційно пишається вітчизняними чорноземами, адже, за неофіційною статистикою, понад половина світових чорноземів зосереджена на території України. Тому, обираючи незалежність, наївний народ був твердо переконаний: хай там як, а з голоду ми не помремо, на наших ґрунтах і за нашого курортного (із точки зору Сибіру) клімату навіть палиця, встромлена у землю, заколоситься небувалим урожаєм. Насправді чорноземів на території нашої країни не так вже й багато: лише 4 % території колишнього СРСР. Крім того, володіння чорноземними ґрунтами в практичному відношенні дає не так уже й багато. Просто ресурси ґрунтів дозволяють українцям уникати внесення мінеральних добрив, які на бідних ґрунтах Західної Європи заповнюють відсутність природного гумусу. Таким чином, ми можемо уникнути забруднення ґрунту, але чомусь уперто цього не робимо, і наш народ постійно труїться нітратами. Чому ж відбувається те, що не повинно відбуватися, чому наша земля дедалі більше забруднюється?

Насамперед, це викликано розорюванням і знищенням степів і лук, які захищають ґрунт від ерозії. Зараз через незахищеність берегової лінії річок деградація ґрунтів сягнула просто загрозливих масштабів. Тобто гордість України — чорнозем — спливає в річки, перетворюється на мул. За розрахунками вчених, щорічні втрати ґрунту в Україні становлять 600 млн тонн, у тому числі гумусу — до 20 млн тонн. Мабуть, усі знають про те, що гітлерівська Німеччина під час Великої Вітчизняної війни вивозила українські чорноземи ешелонами. Уявіть: нині щорічно зі «станції» Україна в нікуди вирушає більше 100 тисяч повноцінних залізничних вантажних ешелонів із нашою землею. Щоб компенсувати втрату гумусу, на поля щороку має вноситись 400 млн тонн добрив. І це при тому, що промисловість України не здатна задовольнити навіть цю компенсаційну потребу. Але ж потрібні ще добрива для ґрунтів Полісся, що бідні самі по собі, без наших старань...

У результаті маємо забавну ситуацію — скільки землі спливає в море, майже стільки ж вноситься добрив. Тобто йде швидкий і рішучий процес заміни українських чорноземів мінеральними добривами. А тому можна сміливо прогнозувати: через 100 років такого господарювання українці житимуть на нітратних солончаках і розповідатимуть своїм дітям про те, що колись тут були ґрунти, котрі лопата різала, мов ніж масло.

Хвора «кров біосфери»

Вода — «кров біосфери». Без води неможливе не лише життя рослин і тварин, а й життя самої сучасної цивілізації. Вода не лише живить промисловість і сучасні міста, а ще й чистить, виносячи із собою людські та промислові відходи.

Саме вода є найбільш недостатнім ресурсом України. Навіть якщо забути про енергійне втручання людини у всі природні процеси, у силу гідрологічних особливостей території України — країна має незмінний дефіцит води. На кожного жителя нашої держави реально припадає до однієї тисячі кубічних метрів прісної води на рік. Тоді як, за оцінками ООН, достатньою вважається величина на порядок більша, тобто 10—15 тис. м3.

З водяної безвиході є єдиний вихід: одна й та сама вода має використовуватися кілька разів. Для цього необхідно зупинити її біг до моря. Таке завдання виконує система зарегулювання річок. Це не лише каскад гігантських водосховищ на Дніпрі, а сила-силенна ставочків і ставків на струмках і річечках України, які за своєю площею й обсягом перевищують дніпровський каскад. Але не варто бурхливо радіти успіхам меліорації, що загатила Україну водосховищами. Зміна стоку річок так не минулася і призвела до загальної зміни гідрологічного режиму країни. У результаті майже на всій території держави підвищився рівень ґрунтових вод і почалося підтоплення земель, особливо помітне на Причорноморській низовині. А позаяк низовини найбільших річок України розташовані в сухому південному степу, то сталося диво природи — після невеликого дощу степ перетворюється на... болото.

Багаторазове використання однієї й тієї самої води призводить до жахливого її забруднення. Воду, яка пройшла промисловий кругообіг і міську каналізацію, неможливо повністю очистити.

Майже 90% опорних рік України мають водно-екологічний стан, оцінка якого вміщується в сумні межі від «поганого» до «катастрофічного».

Замість повноцінного лісу — монокультура

Вважається, що 2000 років тому в межах України проживало 1,5 млн осіб, і вони зуміли знищити рослинність на площі, що займає не більше 2—3 % усієї території. У той час ліси займали понад 50 %, степ — 35 %, болота — 6 %, солончаки — 4 %, луки — 1 % території. Після наступу науково-технічної революції знищення рослинності пішло значно стрімкішими темпами. Нині в Україні розорано понад 55 % усіх земель, а це означає, що більш ніж на половині території знищено природну рослинність. Ліси сьогодні займають лише 14,3 %, луки — 9 %, болота — 3 %, а степи — 1 % території. За останні сорок років площа лук скоротилася на 2,5 млн гектарів, із них 1,4 млн гектарів (понад 60 %) ми втратили за останнє десятиліття! Найдивовижніше, що сталося це в період глобальної кризи і спаду виробництва, коли бензину бракує навіть для збирання врожаю!

Тепер частка лук в Україні становить 12,8 % від площі оранки. Це майже в сім разів менше за оптимальні значення. За світовими природоохоронними стандартами, частка лук має становити не менше 2/3 площі сільгоспугідь. Лише в цьому випадку луки здатні стримувати ерозію ґрунту.

Лісів в Україні теж дуже мало. Показники лісистості в нас набагато нижчі за середні по Європі. Якщо в нашій країні за різними оцінками площа лісів коливається від 14 до 16 %, то територія, зайнята лісами в Західній Європі, становить 24 % за середньоєвропейського показника — 41,3 % .При цьому на одного жителя Європи припадає 1,3 га лісу, а на українця — у 6 разів менше, усього 0,2 га.

Відчуття незадоволеності можна було б компенсувати тим, що частка пралісів (так би мовити, істинних лісів, що нагадують картини Івана Шишкіна) у нас, за європейськими мірками, ще висока. Ми можемо пишатися, що в Україні збереглися корабельні сосняки і трьохсотрічні діброви, а не лише соснові й тополеві посадки, як у багатьох «заліснених» країнах Західної Європи. Але саме зараз цим лісам загрожує сумна доля бути вирубаними...

Відомо, що існує неправда, брехня, нахабна брехня і статистика. Статистика говорить: вирубані ліси компенсуються посадками цього самого лісу, адже за існуючим законодавством у нас не може бути вирубано більше лісу, аніж посаджено. Однак вирубуються повноцінні ліси, а висаджуються монокультури (ті ж самі сосонки по лінієчці), із яких вийде все що завгодно, але тільки не ліс, який ріс на цьому місці. Хороший приклад такої необоротності показують праліси Карпат, що знищені майже скрізь, окрім заповідників. їх місце швидко заповнюють зарості ялиці чи ялини, котрі ростуть густо, але не мають розвиненої кореневої системи. Тому при буревіях валяться, створюючи непролазний вітровал.

Один на всіх чи всі на одного?

Цілком природно, що за активного знищення всіх компонентів середовища життя — води, ґрунту, рослинності — виснажуються і ресурси тваринного світу. Так, якщо в середині 80-х років на кожного жителя України видобувалося понад три кілограми біомаси аквакультури, риби і дичини, то нині видобуток не становить і кілограма. Насамперед скоротився вилов риби, що становить понад 90 % видобутої біомаси тваринних ресурсів України. Власне, за останні 50 років вилов риби в нашій країні зменшився в 10 раз! Але й це не все: за даний період кількість видів промислових риб скоротилася втричі.

Якщо на початку 90-х років кількість промислової звірини сягнула рекордних для України показників, то, внаслідок безконтрольного полювання, вона почала падати, починаючи з 1995 року (на жаль, цей процес триває й досі). Тільки за офіційними даними, на кінець 90-х біомаса основних промислових видів знизилася в 1,5 раза.

Сьогоднішнє становище у тваринному світі нашої країни дуже нагадує ситуацію періоду громадянської війни, коли перестріляли всіх оленів, кабанів і лосів, зате розплодилася сила-силенна хижаків, насамперед вовків.

Ресурси тваринного світу України мають стійку тенденцію до виснаження. Нашій країні катастрофічно бракує розробленої програми з відновлення тваринного світу. А це — справа воістину державної ваги. За роки незалежності нашої держави втрати ресурсів склали не менше мільярда доларів США. Після нас справді буде потоп.

Вже багато років говорять про парниковий ефект, причиною якого є спалювання органічних сполук (а це — всі види палива). Накопичення в атмосфері вуглекислого газу перетворює планету на гігантську теплицю, створюючи так званий парниковий ефект. Очевидно, Землю очікує потепління клімату, і нинішня зима — пряме тому підтвердження.

Особливу тривогу викликає потепління води Світового океану, її тем: пература в тропіках уже перевищила +30 С. У результаті почався процес знебарвлення коралових рифів, за яким слідує їх вимирання. За своєю біорізноманітністю і продуктивністю коралові рифи — друга після лісів екосистема планети. Її загибель позначиться не лише на економіці п’ятдесяти острівних держав, що живуть за рахунок цих ресурсів, а й на добробуті всієї планети. Очікується, що в результаті ланцюгової реакції відбудеться глобальна втрата біопродуктивності Світового океану і подальше підвищення рівня вуглекислоти в атмосфері.

Не варто думати, що захована в глибині континенту Україна уникне особливих потрясінь, пов’язаних із потеплінням і зміною берегової лінії. На тлі наявних на сьогодні в Україні екологічних проблем руйнація системи природокористування породить просто небувалі труднощі. Адже підйом рівня Світового океану має викликати підтоплення Причорномор’я, а підвищення температури вкоротить зиму, що, безсумнівно, призведе до ще більшого дефіциту прісної води.

Особлива ситуація склалася в Чорному морі. Вже зараз через зарегулювання стоку Дніпра змінився гідрологічний режим моря. Адже Чорне — особливе море. Тільки 200 метрів його поверхневих вод становлять живий прошарок, нижче — мертва зона, заповнена сірководнем. Очікується, що за будь-яких глобальних пертурбацій сірководень підніметься на поверхню. Якщо таке трапиться, то Чорне море просто загине, а разом із ним загине все Причорномор’я. І такі прогнози — не кіношна страшилка, а дуже недалека реальність. Вже сьогодні сірководень час від часу виривається на поверхню Чорного моря, але поки, на щастя, у незначній кількості.

Яким же чином можна зупинити насування парникового ефекту? Відповідь проста: зменшити вміст вуглецю в атмосфері. Адже вся енергетична діяльність сучасної людини пов’язана зі спалюванням рідкого і твердого палива — переведення вуглецю з рідкого і твердого стану в газуватий. Зменшення виробництва має різко скоротити викиди діоксиду Карбону. Крім того, мало хто уявляє собі, що дерева — справжня панацея від парникового ефекту. Адже протягом усього світлового дня зелені рослини шляхом фотосинтезу перетворюють газуватий вуглець атмосфери у тверду речовину — деревину. Ось чому зараз, як ніколи, важливо зберігати і збільшувати ліси. Але, на жаль, принцип «Після нас хоч потоп», схоже, став основним... Гігант сучасної індустрії США категорично відмовляється зменшити обсяг виробництва. Тож парникового ефекту не уникнути. Схоже, після нас у буквальному сенсі буде потоп...