Две системы
У человека два круга кровообращения. Малый (легочный) круг кровообращения переносит кровь к легким и от них, а по большому (системному) кругу кровообращения кровь поступает к остальным частям тела и возвращается от них. Правое предсердие получает кровь, лишенную кислорода, по двум крупным венам – нижней полой вене (идущей от нижней части тела) и верхней полой вене (от тела выше диафрагмы). От правого предсердия кровь поступает через трехстворчатый клапан в правый желудочек. Сердечные клапаны не позволяют крови течь в обратном направлении. От правого желудочка она перекачивается через клапан в ствол легочной артерии, которая разделяется на две артерии, отходящие от легких. В легких артерии разветвляются на все более мелкие кровеносные сосуды, которые собирают кислород из альвеол. Правый желудочек сокращается недостаточно сильно, чтобы обогащенная кислородом кровь разошлась из легких по всему организму, поэтому она возвращается к сердцу и получает новый импульс. Она проходит по четырем легочным венам – по две на каждое легкое – и входит в левое предсердие. Продолжая путь через двустворчатый клапан, кровь поступает к левому желудочку. Мышца, покрывающая эту камеру, толще, чем мышца правого желудочка, поскольку ей надлежит подавать кровь не только к легким, но и ко всем органам тела. От левого желудочка насыщенная кислородом кровь течет через клапан аорты и через аорту, самую крупную артерию в человеческом теле, покидает сердце.
Сердечный цикл подразумевает, что при каждом ударе сердца мышца волнообразно сокращается. Кровь поступает в обе полости в верхней части сердца, и сердечная мышца сокращается, посылая кровь в желудочки ниже; и в этот момент сокращаются желудочки, выталкивая кровь в сосуды.
Чередование поколений
Жизненный цикл простых растений состоит из гаметофитной фазы, когда они производят половые клетки, и следующей спорофитной фазы, когда бесполым способом они производят споры. Это называется чередованием поколений.
Немецкий биолог Вильгельм Гофмейстер описал чередование поколений в 1851 г., но чтобы полностью понять этот процесс требовались достижения генетики. Спорофит – это диплоидная фаза растения, то есть на этом этапе клетка содержит двойной набор генов, по одному от каждого родителя. Спорофит производит споры – крошечные частички, которые разносит ветер или вода. Споры – гаплоидны, то есть содержат только один набор генов и вырастают в гаметофитную структуру, производящую гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды, также гаплоидные). При слиянии гаметы возникает диплоидная клетка, которая затем становится спорофитом. У мхов и печеночных мхов доминирующее поколение гаплоидное, поэтому гаметофит мы считаем основным растением. У растений со внутренними жилками, таких как, например папоротники, главное растение – спорофит.
Мхи – очень простые растения: они не имеют привычного вида листьев, стеблей и корней. Видимая их часть – это, как правило, гаметофитное поколение, участвующее в половом размножении. Спорофитное поколение занято рассеиванием спор.
Дарвинизм
Если говорить об идеях, 1859 г. был непохожим на все другие. Опубликованная в тот год теория эволюции Чарлза Дарвина произвела переворот и в научной мысли, и в нашем понимании жизни на Земле.
Чарлз Дарвин родился в Шрусбери (Англия) в обеспеченной семье. Его отец был врачом, поэтому и он два года изучал медицину, но бросил. Затем Чарлз поступил в Кембриджский университет с намерением стать священником, и, как многие ученые хорошего происхождения в то время, живо интересовался ботаникой, энтомологией (наукой о насекомых) и геологией.
Путешествие на «Бигле»
По окончании Кембриджа Дарвин услышал, что вскоре в кругосветную научную экспедицию отправится корабль «Бигль». Он подал заявку и был принят на неоплачиваемую должность натуралиста (в действительности ему даже пришлось оплатить дорогу). Корабль вышел в море в декабре 1831 г. Молодой человек страдал от морской болезни, пока шли через Атлантику, и когда «Бигль» достиг побережья Бразилии, он был рад оказаться в тропическом девственном лесу. Обогнув южную оконечность Южной Америки, «Бигль» держал курс на север и к 1835 г. достиг далеких Галапагосских островов у побережья Эквадора. Здесь, на маленьких островах, обнаружились невероятные виды животных, которые больше нигде не водились: например, морские игуаны, нелетающие бакланы, гигантские черепахи и даже пингвины, обитающие вдалеке от Антарктики. Дарвин заметил, что особи разных видов животных, например черепах, обитавшие на разных островах, отличались по таким признакам, как форма панциря. Молодой натуралист также видел птиц с клювами разной формы. Этот опыт дал ему пищу для размышлений, пока «Бигль» продолжал путь.
«Бигль» на ремонте на реке Санта-Крус в Аргентине. Ниже по побережью Дарвин нашел окаменелости гигантского ленивца и задумался о причинах его вымирания.
Книга Дарвина «Происхождение человека», появившаяся в 1871 г., спровоцировала споры: автор предположил, что люди и обезьяны, такие как шимпанзе, произошли от общего предка. Критики неверно истолковали его вывод: многие считали, что, по мнению Дарвина, люди произошли от современных обезьян.
Рисунок викторианской эпохи со сражающимися динозаврами иллюстрирует идею о выживании наиболее приспособленного (англ. survival of the fittest). Однако сам Дарвин не использовал такую формулировку, она появилась благодаря его стороннику Герберту Спенсеру.
За пять лет плавания (1831–1836) «Бигль» исследовал побережье Южной Америки, пересек Тихий океан, зашел в Австралазию и затем вернулся в Англию через Индийский океан. Позже Дарвин написал: «Путешествие на ”Бигле“ было, конечно, самым важным событием моей жизни, определившим всю мою последующую деятельность».
Естественный отбор
Дарвин вернулся в Англию, и оказалось, что письма, в которых он изложил свои построения и предположения, произвели впечатление на научное сообщество. Вскоре он женился на своей кузине Эмме и осел в Дауне, графство Кент. Между тем он не переставал размышлять над увиденным на Галапагосских островах и в других местах во время путешествия. Возможно ли, чтобы маленькие птички все происходили от общего предка, который добрался до островов? Являлось ли разнообразие внутри одного вида результатом непохожих условий на разных островах? Дарвин написал ученым и селекционерам, пытаясь собрать доказательства своего крепнувшего убеждения, что эволюция происходит в результате естественного отбора – так он назвал этот процесс. Каждое поколение животных производит больше молодняка, чем способно выжить. Следовательно, между особями наблюдается конкуренция. Отдельные особи внутри вида немного отличаются друг от друга: естественное многообразие означает, что некоторые из них лучше приспособены к среде и с большей вероятностью смогут дать потомство. Например, те, у кого ноги чуть длиннее, быстрее убегут от опасности. Такие представители вида, вернее всего, проживут дольше и станут размножаться, а значит, передадут свои качества дальше. С течением времени выгодный признак постепенно распространится на всю популяцию, и виды будут изменяться, или эволюционировать.
