Тело человека: строение и функции

Хотя считается, что скелет предусматривает возможность движения, – в конце концов, он имеет суставы, – он не может двигаться сам по себе. Скелет, из которого делают страшилку для детей в сказках и мультфильмах, гремя костями, бросается в погоню за жертвой, угрожающе протягивая к ней костлявые руки. Однако не требуется особой искушенности, чтобы понять: кости, даже живые, с нетронутыми и живыми клетками, могут двигаться сами по себе с таким же успехом, как и пластиковый макет этих самых костей. Движение мы должны искать где-то в другом месте, и если и есть характерная черта, которая у нас ассоциируется с жизнью, так это осознанное движение.

В основном мы связываем такое движение с животной жизнью, поскольку небрежный взгляд приводит нас к предположению, что растения не передвигаются, за исключением тех случаев, когда они склоняются под ветром или их несет водяным потоком. Это конечно же не совсем верно. Стебли растений медленно поворачиваются в направлении света и против силы притяжения, в то время как их корни медленно движутся к воде и в направлении силы притяжения. Очевидно, такое медленное движение объясняется тем, что рост растения обусловлен клеточным делением. То есть клетки на одной стороне стебля или корня делятся быстро, а на другой — медленно, поэтому та или иная структура отклоняется в направлении нерастущей стороны. Если свет или влага замедляют рост на той стороне структуры, куда попадают, эта часть растения будет поворачиваться к свету или воде.

Для более быстрых движений в ответ на прикосновение или свет растения используют водяной тургор, что означает, что определенные полости у основания лепестков могут наполняться жидкостью под давлением. Когда эти основания становятся жесткими, лепестки раскрываются. Когда полости пусты, лепестки становятся вялыми и закрываются. Это примитивное приспособление, но и животные не лишены его. Тело человека имеет части, обычно вялые, которые могут набухать и становиться твердыми, когда губкообразные полости наполняются кровью под давлением. Самым известным примером, конечно же, является мужской пенис.

Тем не менее ни о чем таком мы не думаем, размышляя о жизни в движении. На ум приходят антилопы, лошади, гепарды, страусы (и, некоторым образом, мы сами), бегущие по земле, мы вспоминаем летящих птиц, летучих мышей и насекомых, ползущих змей, плывущих рыб и дельфинов, роющих нору кротов и так далее. (Однако существуют животные, такие, как моллюски и кораллы, которые большую часть своей жизни не более подвижны, чем растения.)

Если мы собираемся открыть механизм движения, то должны обратиться к клетке, которая является биологической единицей жизни. Мы обнаружим, что все клетки — людей, орлов, моллюсков и платановых деревьев — проявляют способность к внутреннему движению. Протоплазма внутри клетки постоянно циркулирует, подчиняясь определенной закономерности. Этот процесс называется течение (движение) протоплазмы, а иногда циклоз (от греческого слова «циркуляция»).

Ценность циклоза для любой клетки заключается в том, что в ходе этого процесса ее содержимое хорошо распределяется при условии, что различные части проводят довольно значительное время рядом с оболочкой, где из внешнего мира можно получить вещества или, наоборот, выбросить их в окружающее пространство. К тому же вещества могут транспортироваться посредством циклоза между оболочкой и жизненно важными структурами клетки, более или менее постоянно располагающимися внутри ее.

Такое течение протоплазмы может преобразовываться так, что в результате происходит передвижение всей клетки. Протоплазма клетки может существовать в одном из двух состояний: в виде жестковатого полутвердого вещества, называемого гель (белок, который надлежащим образом перемешан с водой, представляет наиболее известный пример такого состояния), или в виде свободно передвигающейся жидкости, называемой золь. Равновесие между двумя этими состояниями очень хрупкое, небольшого перевеса достаточно для того, чтобы часть протоплазмы перешла из гелеобразного состояния в золь или наоборот.

Представьте, что протоплазма вдоль центральной оси клетки представляет собой золевую форму, а оставшаяся часть находится в гелеобразном состоянии. Если с гелем в заднем конце каким-то образом происходит контакт, он выдавит золь вперед подобно тому, как зубная паста выдавливается из тюбика. Передняя часть клетки будет выпячиваться наружу.

По мере того как золь течет, он превращается в гель вдоль стенок, в то время как некоторое количество геля в задней части превращается в золь и, в свою очередь, проталкивается вперед. Таким образом, внутреннее движение преобразуется в движение вперед, и вся клетка целиком медленно передвигается.