По мере появления различных растений и животных изменялась и среда, в которой происходила эволюция, а это в свою очередь требовало новых способностей. Ведь существование, например, в джунглях предполагает наличие у организмов совершенно новых свойств, чем жизнь в открытом море. Возникновение новых способов движения, сенсорного восприятия, коммуникаций, социальной организации - все это позволило эукариотическим организмам конкурировать, размножаться и заселять пространство Земли.

Такие впечатляющие достижения на эволюционном пути были получены не путем концентрирования всяческих усложнений в одиночной клетке, а путем разделения обязанностей между различными типами клеток. Эволюция создала многоклеточные организмы, клетки которых, хотя и имеют одинаковое происхождение, претерпевают дифференци-ровку, в результате полученной специализации для выполнения определенных функций и образуют соответствующие органы.

Различные специализированные типы клеток одного и того же высшего растения или животного часто выглядят совершенно по-разному. Это кажется парадоксальным, поскольку все клетки многоклеточного организма являются потомками одной и той же клетки-предшественницы, а именно оплодотворенной яйцеклетки. Общее происхождение подразумевает наличие одинаковых или сходных генов.

55

Как же возникают эти различия? Подавляющее большинство клеток почти всех видов растений и животных сохраняет всю генетическую информацию, содержащуюся в молекуле ДНК оплодотворенной яйцеклетки. В основе специализации лежит не потеря или приобретение генов, а изменение в них экспрессии, когда внешние и внутренние сигналы активизируют или подавляют группы генов. При дифференциров-ке клеток должны координировано изменяться и состав мембран, и ци-тоскелет, и секретируемые продукты, и даже метаболизм. Механизмы, контролирующие такие изменения, развились у эукариот до беспрецедентной для прокариот степени.

Из всех способов взаимосвязи клеток в тканях многоклеточных животных наиболее функциональное значение имеет эпителиальная организация, когда группы клеток образуют слои, отделяющие внутреннюю среду организма от внешнего окружения: так же, как клеточные мембраны отделяют внутреннее содержание клетки от внешней среды, т.е. благодаря такой организации организмы уже приобретают внешние очертания и форму.

Особенностью многоклеточных организмов является способность к половому размножению. Две особи одного вида, но разного пола производят совершенно различные зародышевые (половые) клетки: одна особь - яйцеклетку, другая - сперматозоиды. Яйцеклетка сливается со сперматозоидом с образованием зиготы - клетки, генотип которой представляет собой случайным образом перетасованный набор генов двух родителей. Этот процесс перетасовки и комбинирования генов мог сыграть ведущую роль в эволюции новых генов и таким образом внести свой вклад в бесконечное разнообразие форм и функций современных растений и животных.

Из всех имеющихся у высших животных клеточных систем две по сложности и тонкости организации достигли высшей степени развития. Это иммунная и нервная системы позвоночных, каждая далеко превосходит любой искусственно созданный прибор: иммунная система по способности к химическому распознаванию, а нервная - по способности к восприятию и управлению организмом. Каждая система состоит из многих типов клеток и основана на взаимодействии между ними.