Friday, June 19, 2009

ΒΙΟΛΟΓΙΑ II

Αναπαραγωγή. Η δημιουργία νέων ατόμων ή απογόνων ή αλλιώς η ιδιότητα των οργανισμών να παράγουν νέα άτομα όμοια με αυτούς. Είναι μια από τις ιδιότητες που χαρακτηρίζουν αποκλειστικά τους ζωντανούς οργανισμούς.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι αναπαραγωγής αλλά όλοι εντάσσονται σε δύο βασικούς: τη μονογονία ή αγενή αναπαραγωγή και την αμφιγονία ή εγγενή αναπαραγωγή.
Μονογονία ή αγενής αναπαραγωγή: Ο νέος οργανισμός προέρχεται από ένα γονέα χωρίς γονιμοποίηση, δηλαδή χωρίς τη συμμετοχή δύο φύλων (μόνο ένα γένος). Είναι ο απλούστερος τρόπος αναπαραγωγής, συμβαίνει στους μονοκύτταρους οργανισμούς, στα φυτά και στα κατώτερα ζώα. Οι απόγονοι είναι όμοιοι γενετικά με τους γονείς καθώς κληρονομούν το ίδιο γενετικό υλικό με αυτούς.
Οι κυριότεροι τρόποι μονογονικής αναπαραγωγής είναι η διχοτόμηση, η εκβλάστηση και η σποριογονία.
Η διχοτόμηση: Συμβαίνει στους μονοκύτταρους οργανισμούς, βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα. Το μοναδικό τους κύτταρο στο τέλος της ζωής του διπλασιάζει το γενετικό του υλικό (βλ. λ. μίτωση) και διαιρείται. Πρώτα διαιρείται ο πυρήνας σε δύο θυγατρικούς και στη συνέχεια το κυτταρόπλασμα με περίσφιξη στο κέντρο. Κάθε θυγατρικό κύτταρο-οργανισμός παίρνει έναν από τους δύο θυγατρικούς πυρήνες. Η διάρκεια ζωής ενός μικροοργανισμού είναι σύντομη αλλά εξαρτάται από τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Ένα βακτήριο, για παράδειγμα, αν βρίσκεται σε πλούσιο θρεπτικό υλικό, διχοτομείται κάθε 20 λεπτά, περίπου.
Παραλλαγή της διχοτόμησης στους πολυκύτταρους οργανισμούς είναι η πολλαπλή κατάτμηση. Κατ’ αυτήν ο νέος οργανισμός προέρχεται από ένα οποιοδήποτε τμήμα του μητρικού σώματος, που μπορεί να αποκοπεί και να συμπληρώσει τα υπόλοιπα μέρη του. Πολλά φυτά, για παράδειγμα, αναπαράγονται από ένα κλαδί τους (τριανταφυλλιά), με βολβούς (κρεμμύδι), με κονδύλους (πατάτα).
Το ίδιο συμβαίνει και σε μερικά κατώτερα ζώα, τα οποία επίσης διατηρούν την ικανότητα της κατάτμησης (ύδρα, γεωσκώληκας), δηλαδή από ένα τμήμα τους να προκύψει νέος οργανισμός.
Εκβλάστηση: Κατ’ αυτήν ο νέος οργανισμός προκύπτει από το μητρικό από μια ειδική προεκβολή του σώματός του με σκοπό την αναπαραγωγή. Σε πολλούς μύκητες, για παράδειγμα, παρουσιάζεται μια διόγκωση στο μητρικό κύτταρο, αφού προηγουμένως έχει διαιρεθεί ο πυρήνας, και ο ένας από τους δύο θυγατρικούς μεταναστεύει στη διόγκωση. Αυτή, μόλις μεγαλώσει, αποκόπτεται από το μητρικό κύτταρο και αποτελεί ένα νέο θυγατρικό.
Στα φυτά η εκβλάστηση εμφανίζεται με τη μορφή παραφυάδων (φραουλιά, συκιά κτλ.), από τις οποίες, κάτω από κατάλληλες συνθήκες, αναπτύσσεται ένα νέο φυτό.
Με εκβλάστηση αναπαράγονται και μερικά κατώτερα ζώα, όπως οι ύδρες, τα σφουγγάρια και τα κοράλλια. Και εδώ στο μητρικό σώμα δημιουργούνται μία ή περισσότερες διογκώσεις (βλαστήματα), από τις οποίες προκύπτει ένας νέος οργανισμός. Οι νέοι οργανισμοί μπορούν να παραμείνουν προσκολλημένοι στο μητρικό σώμα και να δημιουργήσουν αποικία, όπως είναι οι αποικίες των σφουγγαριών και των κοραλλιών ή να αποκοπούν και να ζήσουν ανεξάρτητα δημιουργώντας μια νέα αποικία.
Σποριογονία: Ο νέος οργανισμός προκύπτει από ειδικά αναπαραγωγικά κύτταρα, τα σπόρια, τα οποία προέρχονται από τη διαίρεση ειδικών σποριογόνων κυττάρων, χωρίς γονιμοποίηση. Καθένα από αυτά, κάτω από κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να δώσει ένα νέο οργανισμό. Με σποριογονία αναπαράγονται συνήθως οι μύκητες.
Αμφιγονία ή εγγενής αναπαραγωγή: Τρόπος αναπαραγωγής, που προϋποθέτει την ύπαρξη δύο ειδών γεννητικών κυττάρων ή γαμετών, ενός αρσενικού και ενός θηλυκού (αμφί + γένος). Πολυπλοκότερος και πιο εξελιγμένος τρόπος αναπαραγωγής έναντι της απλής μονογονίας, κυριαρχεί στους πολυκύτταρους οργανισμούς.
Κατ’ αυτήν ο νέος οργανισμός προέρχεται από τη σύντηξη των δύο γαμετών (γονιμοποίηση). Οι γαμέτες είναι απλοειδή κύτταρα που παράγονται από τα γεννητικά όργανα με τη διαδικασία της μείωσης.
Τα περισσότερα ζώα παρουσιάζουν φυλετικό διμορφισμό, δηλαδή ξεχωρίζουν τα δύο φύλα. Το αρσενικό παράγει τους αρσενικούς γαμέτες, τα σπερματοζωάρια στους όρχεις, ενώ το θηλυκό τους θηλυκούς γαμέτες, τα ωάρια στις ωοθήκες. Τα ζώα στα οποία τα δύο είδη γεννητικών κυττάρων παράγονται από άτομα διαφορετικού φύλου λέγονται γονοχωριστικά. Ο γονοχωρισμός είναι κανόνας στα ζώα και εξαίρεση στα φυτά.
Υπάρχουν και ζώα ερμαφρόδιτα, στα οποία το ίδιο άτομο παράγει και τα δύο είδη γεννητικών κυττάρων, π.χ. ο γεωσκώληκας, το σαλιγκάρι κ.ά. Ο ερμαφροδιτισμός αποτελεί εξαίρεση στα ζώα αλλά κανόνα στα φυτά.
Στα φυτά οι αρσενικοί γαμέτες είναι οι γυρεόκοκκοι, ενώ οι θηλυκοί είναι τα ωάρια ή ωοκύτταρα. Στα κατώτερα φυτά οι γυρεόκοκκοι παράγονται από τα ανθηρίδια, ενώ οι θηλυκοί από τα ωογόνια ή τα καρπογόνια ή τα αρχεγόνια, ανάλογα με την ομάδα που ανήκουν. Στα ανώτερα φυτά (αγγειόσπερμα) οι γυρεόκοκκοι βρίσκονται μέσα στους στήμονες, ενώ τα ωάρια στην ωοθήκη του υπέρου μέσα στους σπερματοβλάστες (βλ. λ. άνθος).
Τα περισσότερα φυτά είναι ερμαφρόδιτα (εδώ επικρατεί και ο όρος μόνοικα), δηλαδή τα δύο φύλα συνυπάρχουν στο ίδιο άτομο, στο ίδιο άνθος ή σε διαφορετικά άνθη. Όταν όλα τα άνθη ενός φυτού παράγουν και αρσενικούς και θηλυκούς γαμέτες, δηλαδή έχουν και στήμονες και ύπερο, λέγονται τέλεια ή μονόκλινα (μόνο μία κλίνη), και η γονιμοποίηση μπορεί να γίνει στο ίδιο άνθος (αυτογονιμοποίηση). Όταν τα άνθη του ίδιου φυτού διακρίνονται σε αρσενικά (έχουν μόνο στήμονες) και θηλυκά (έχουν μόνο ύπερο), τότε λέγονται ατελή ή δίκλινα (πεύκο, καλαμπόκι). Και στις δύο περιπτώσεις το φυτό είναι μόνοικο (μόνο ένας οίκος).
Υπάρχουν και φυτά δίοικα με μονόκλινα άνθη, δηλαδή φυτά όπου άλλα άτομα του ίδιου είδους φέρουν αρσενικά άνθη και άλλα θηλυκά (π.χ. συκιά, φιστικιά, λεύκα). Σ’ αυτή την περίπτωση η γονιμοποίηση γίνεται αποκλειστικά με διασταύρωση και μεταφορά γύρης από το αρσενικό στο θηλυκό φυτό (βλ. λ. επικονίαση).
Τόσο τα μόνοικα φυτά όσο και τα ερμαφρόδιτα ζώα μπορούν να αναπαράγονται είτε με αυτογονιμοποίηση ή με διασταύρωση, συνήθως όμως αποφεύγουν την αυτογονιμοποίηση και επιδιώκουν τη διασταύρωση χρησιμοποιώντας διάφορους μηχανισμούς γι’ αυτό το σκοπό (βλ. λ. επικονίαση). Έτσι πετυχαίνεται ο ανασυνδυασμός του γενετικού υλικού και η γενετική ποικιλομορφία των απογόνων, που συμβάλλει στην καλύτερη επιβίωση του είδους και την εξέλιξη. Άλλωστε στον παραπάνω στόχο αποβλέπει και η ίδια η αμφιγονία, ενώ η μονογονία δημιουργεί πανομοιότυπους απογόνους.
Αμφιγονικά φαινόμενα παρατηρούνται κατ’ εξαίρεση και στους μικροοργανισμούς (βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα) με σκοπό τη μεταφορά γενετικού υλικού από ένα κύτταρο δότη σ’ ένα κύτταρο δέκτη ή τη συνεισφορά γενετικού υλικού με σκοπό τη γενετική ανανέωση των απογόνων και την καλύτερη επιβίωσή τους, σε δυσμενείς συνθήκες του περιβάλλοντος.
Τα περισσότερα φυτά έχουν τη δυνατότητα να αναπαράγονται και μονογονικά, π.χ. από ένα τμήμα του οργανισμού τους, ένα κλαδί, με βολβούς ή κονδύλους αλλά και αμφιγονικά, με σπέρματα (σπόρους).
Αυτό συμβαίνει και σε μερικά κατώτερα ζώα, όπως στο γεωσκώληκα και στην ύδρα που αναπαράγονται αμφιγονικά αλλά ο νέος οργανισμός μπορεί να προκύψει και μονογονικά από ένα τμήμα του οργανισμού τους.
Εναλλαγή γενεών: Σε ορισμένες ομάδες κατώτερων φυτών, όπως στα βρύα και στις πτέριδες, παρουσιάζεται το φαινόμενο της εναλλαγής γενεών, δηλαδή εναλλάσσονται η μονογονία και η αμφιγονία στο ίδιο φυτό. Κατά τη μία φάση της ζωής του το φυτό (σποριόφυτο) παράγει σπόρια (απλοειδή αναπαραγωγικά κύτταρα), από τα οποία προκύπτει ένας απλοειδής οργανισμός, το γαμετόφυτο (βλ. λ. χρωμόσωμα, μείωση).
Το γαμετόφυτο παράγει αρσενικούς γαμέτες (σπερματοζωίδια) μέσα στα ανθηρίδια και θηλυκούς (ωοκύτταρα) μέσα στα αρχεγόνια. Η γονιμοποίηση γίνεται στα αρχεγόνια. Το γονιμοποιημένο ωοκύτταρο εξελίσσεται και δίνει ένα διπλοειδές φυτό, το σποριόφυτο.
Ανάλογα φαινόμενα εναλλαγής γενεών παρουσιάζονται και σε ορισμένα κατώτερα ζώα. Τυπικό παράδειγμα αποτελεί η μέδουσα.
Παρθενογένεση: Σπάνιο φαινόμενο, κατά το οποίο ο νέος οργανισμός προέρχεται από το αρσενικό ή συνηθέστερα το θηλυκό γεννητικό κύτταρο χωρίς γονιμοποίηση. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι μέλισσες, όπου οι κηφήνες προέρχονται από αγονιμοποίητα ωάρια, ενώ οι εργάτριες και οι βασίλισσες από γονιμοποιημένα (βλ. λ. μέλισσα).
Ανάπτυξη. Η αύξηση του μεγέθους, με ταυτόχρονη διαφοροποίηση, ενός οργανισμού.
Όλοι οι οργανισμοί από τη στιγμή της δημιουργίας τους ως προϊόντων είτε μονογονικής είτε αμφιγονικής αναπαραγωγής αναπτύσσονται, δηλαδή αυξάνονται σε μέγεθος, άλλοτε σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους και άλλοτε στα πρώτα στάδια μέχρι την ωρίμανση (ενηλικίωση) τους. Οι μικροοργανισμοί αλλά και τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών αυξάνονται σε μέγεθος, όσο τρέφονται δηλαδή αυξάνεται το κυτταρόπλασμά τους. Τα κύτταρα έχουν μια διάρκεια ζωής. Στο τέλος της ζωής τους ή πεθαίνουν ή διαιρούνται σε δύο νέα κύτταρα. Δηλαδή η αύξηση σε μέγεθος των πολυκύτταρων οργανισμών οφείλεται στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων τους.
Τα φυτά αναπτύσσονται σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους. Η κατά μήκος αύξηση του βλαστού και των κλαδιών γίνεται από τον ακραίο οφθαλμό, από ειδική ομάδα κυττάρων (αρχέφυτρο) που πολλαπλασιάζονται κατά τη βλαστητική περίοδο, διαφοροποιούνται και δίνουν νέους βλαστούς. Το ίδιο συμβαίνει και με την κατά μήκος αύξηση της ρίζας και των παράρριζων η οποία επιτυγχάνεται χάρη στον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων του αρχέφυτρου που υπάρχει στις άκρες των ριζών πριν από την καλύπτρα. Η κατά πάχος αύξηση του βλαστού ή του κορμού γίνεται με τον πολλαπλασιασμό ειδικής στιβάδας κυττάρων του βλαστού που αποτελούν το κάμβιο. Στις εύκρατες ζώνες η βλαστητική περίοδος των φυτών αρχίζει συνήθως την άνοιξη και συνεχίζεται ως το φθινόπωρο. Στην τροπική ζώνη η αύξηση των φυτών γίνεται όλο το χρόνο.
Τα ζώα αναπτύσσονται μια συγκεκριμένη περίοδο της ζωής τους, μέχρι να φτάσουν στην ηλικία του ώριμου ατόμου. Η εμβρυϊκή καθώς και η περαιτέρω ανάπτυξή τους οφείλεται στον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων τους με βάση ένα συγκεκριμένο σχέδιο που υπάρχει στο γενετικό υλικό του ατόμου. Τα κύτταρα του εμβρύου, καθώς πολλαπλασιάζονται, ταυτόχρονα διαφοροποιούνται και συγκροτούν ιστούς και όργανα, μετακινούνται και παίρνουν συγκεκριμένες θέσεις βασισμένα σε ένα σχέδιο που είναι «γραμμένο» στο DNA αλλά και κάτω από την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων (βλ. λ. εμβρυολογία). Είναι δυνατόν κάτω από την επίδραση εξωγενών παραγόντων ή ουσιών να ανασταλεί, να διακοπεί ή να τροποποιηθεί η φυσιολογική ανάπτυξη του εμβρύου ή του οργανισμού, με αποτέλεσμα να εμφανιστούν παραμορφώσεις, δυσμορφίες ή δυσλειτουργίες των εσωτερικών οργάνων του.
Η ανάπτυξη των οργανισμών είναι ένα θαυμαστό βιολογικό φαινόμενο και είναι αποτέλεσμα αρμονικής συνεργασίας του γενετικού υλικού και του περιβάλλοντος.
Αναστολή. Η αδρανοποίηση των ενζύμων μιας ενζυμικής αντίδρασης από ουσίες που ονομάζονται αναστολείς ή παρεμποδιστές. Οι αναστολείς διακρίνονται σε αντιστρεπτούς και μη αντιστρεπτούς. Στην πρώτη περίπτωση το ένζυμο επαναλαμβάνει τη δράση του με αφαίρεση του αναστολέα, ενώ στη δεύτερη όχι. Οι αντιστρεπτοί αναστολείς, που είναι και πιο σημαντικοί, διακρίνονται στους συναγωνιστικούς (συναγωνίζονται με το υπόστρωμα για να συνδεθούν με το ενεργό κέντρο του ενζύμου) και στους μη συναγωνιστικούς. Ορισμένες φορές τα προϊόντα της ενζυμικής δράσης είναι αυτά που αναστέλλουν τη δράση του ενζύμου. Το φαινόμενο αυτό λέγεται ανάδραση.
Ανασυνδυασμένο DNA. Μόριο DNA που προκύπτει από τη σύνδεση τμημάτων DNA από τον ίδιο ή άλλο οργανισμό, του ίδιου ή διαφορετικού είδους. Το ανασυνδυασμένο DNA χρησιμοποιείται για την «κλωνοποίηση» επιθυμητών για τον άνθρωπο γονιδίων με την τεχνική της ενσωμάτωσής τους σε μικροοργανισμούς, κυρίως βακτήρια (βλ. λ. γενετική μηχανική). Χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων (μεταλλαγμένων) οργανισμών αλλά και για την ανάπτυξη ποικίλων τεχνικών της μοριακής βιολογίας.
Ανάφαση. Το τρίτο στάδιο της μίτωσης, της κυτταρικής διαίρεσης, το κατεξοχήν κινητικό. Βλ. λλ. μίτωση, μείωση.
Ανδρογένεση. Σπάνιο είδος παρθενογένεσης, κατά την οποία ο νέος οργανισμός προέρχεται από το αρσενικό γεννητικό κύτταρο χωρίς γονιμοποίηση. Γίνεται μόνο πειραματικά στο εργαστήριο.
Ανδρογόνο. Γενικός όρος ο οποίος αποδίδεται σε ομάδα ορμονών που διέπουν την ανάπτυξη των σεξουαλικών οργάνων και των δευτερευόντων χαρακτηριστικών του φύλου στους άνδρες, όπως η τριχοφυΐα, η βαριά φωνή κ.ά. Επηρεάζει επίσης τη λειτουργία των επικουρικών γεννητικών αδένων, των οποίων τα εκκρίματα είναι συστατικά του σπέρματος. Ανδρογόνα παράγει και ο γυναικείος οργανισμός αλλά σε μικρό ποσοστό, περίπου 5% απ’ ό,τι ο ανδρικός. Αυξημένη συγκέντρωση ανδρογόνων σε γυναίκες προκαλεί ανάπτυξη δευτερευόντων χαρακτηριστικών του ανδρικού φύλου, δυσπλασία των γεννητικών οργάνων και αναστολή της γονιμότητας. Αντίθετα μειωμένη συγκέντρωση ανδρογόνων στους άντρες προκαλεί μη φυσιολογική ανάπτυξη των πρωτευόντων και δευτερευόντων γεννητικών οργάνων.
Η τεστοστερόνη, η ανδρογόνος ορμόνη που παράγεται από τα διάμεσα κύτταρα του όρχεος, κύτταρα του Leydig, ελέγχει την ανάπτυξη και διατήρηση των ανδρικών σεξουαλικών οργάνων και των δευτερευόντων χαρακτηριστικών του φύλου. Σε μικρές δόσεις αυξάνει τον αριθμό των σπερματοζωαρίων αλλά σε μεγάλες δόσεις αναστέλλει τη γοναδοτροπική δραστηριότητα του προσθίου λοβού της υπόφυσης και καταστέλλει το σχηματισμό των σπερματοζωαρίων. Είναι και ανδρογόνο και αναβολικό στη δράση της. Το αναβολικό αποτέλεσμα περιλαμβάνει την ικανότητα να προκαλεί σύνθεση πρωτεϊνών και να ελαττώνει τον καταβολισμό των αμινοξέων και αυτό συνοδεύεται με κατακράτηση αζώτου, καλίου, φωσφόρου και ασβεστίου. Δόσεις παραπάνω από 10 mg/ημέρα προκαλούν αρρενοποίηση στη γυναίκα.
Η μη συνδεδεμένη με πρωτεΐνες τεστοστερόνη σπάνια χρησιμοποιείται κλινικά, γιατί τα παράγωγά της έχουν ένα ισχυρότερο και πλέον παρατεταμένο αποτέλεσμα, ενώ η τεστοστερόνη, για να έχει το μέγιστο θεραπευτικό αποτέλεσμα, εμφυτεύεται υποδόρια με τη χρήση ενός τροκάρ. Η προπιονική τεστοστερόνη παρασκευάζεται σε ένα ελαιώδες διάλυμα, καθώς είναι αδιάλυτη στο νερό. Είναι αποτελεσματική για 3 ημέρες και έτσι χορηγείται ενδομυϊκά δύο φορές εβδομαδιαία. Η φαινυλοπροπιονική τεστοστερόνη είναι ένα μακράς διαρκείας μικροκρυσταλλικό παρασκεύασμα που, όταν χορηγείται ενδομυϊκά ή υποδόρια, είναι αποτελεσματική για 2 εβδομάδες. Η μεθυλ-τεστοστερόνη είναι μόνο ασθενώς ενεργή από το στόμα, αν και απορροφάται και υπογλώσσια. Προκαλεί όμως χολοστατικό ίκτερο και θα πρέπει να αποφεύγεται.
Η μεστερολόνη είναι ένα αποτελεσματικό ανδρογόνο (χορηγούμενο από το στόμα) και είναι λιγότερο ηπατοτοξικό. Δεν προκαλεί καταστολή της υποφυσιακής γοναδοτροπικής παραγωγής και έτσι η σπερματογένεση είναι ανέπαφη. Τα ανδρογόνα για θεραπευτική χρήση που μπορεί να δοθούν από το στόμα είναι: η μεστερολόνη, η μεθυλτεστερόνη, η τεστοστερόνη, η ενδεκανοϊκή τεστοστερόνη. Αυτές που δίνονται ενέσιμα είναι: προπιονική τεστοστερόνη, ενανθεϊκή τεστοστερόνη, εστέρες της τεστοστερόνης και η δροστανολόνη.
Ανδροστερόνη. Γεννητική ορμόνη, προϊόν μεταβολισμού της τεστοστερόνης, με την οποία έχει την ίδια ενέργεια αλλά οχτώ φορές μικρότερη ένταση. Ανήκει στην κατηγορία των ανδρογόνων και συναντιέται στα φυσιολογικά ούρα των ανδρών, των έγκυων γυναικών και των ευνουχισμένων ατόμων και των δύο φύλων.
Ανοσοσφαιρίνες ή γ-σφαιρίνες ή Ig (Immuno-globulins). Πρωτεΐνες (σφαιρίνες) που συντίθενται από το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού για την αντιμετώπιση ξένων ουσιών που εισέρχονται στο σώμα μας. Πρόκειται για τα αντισώματα που προορίζονται για την εξουδετέρωση των αντιγόνων του εισβολέα και συμβάλλουν στη λεγόμενη χημική άμυνα του οργανισμού.
Έχουν την ικανότητα να δεσμεύουν τα αντιγόνα (μακρομόρια ξένα προς τον οργανισμό που προσβάλλουν) και να τα εξουδετερώνουν. Πήραν την ονομασία ανοσοσφαιρίνες γιατί, κατά την ηλεκτροφόρηση πλάσματος αίματος ανώτερων ζώων, τα αντισώματα εντοπίστηκαν στο κλάσμα των γ-σφαιρινών. Παράγονται από ειδικά λευκοκύτταρα (λεμφοκύτταρα) και βρίσκονται στον ορό του σώματος και σε άλλα υγρά του σώματος. Όλες οι ανοσοσφαιρίνες έχουν στο μόριό τους υδατάνθρακες και με βάση το διαχωρισμό τους στην υπερφυγόκεντρο δόθηκαν σ’ αυτές οι εξής ονομασίες: IgG, IgA, IgM.
Ανταγωνισμός. Η προσπάθεια που καταβάλλουν οι οργανισμοί να διεκδικήσουν ή να αποκτήσουν τον ίδιο περιβαλλοντικό παράγοντα, συνήθως τον ίδιο χώρο διαβίωσης, την ίδια τροφή ή τον ίδιο σύντροφο για αναπαραγωγή.
Τα φυτά συνήθως ανταγωνίζονται για το χώρο, τα θρεπτικά συστατικά και το νερό του εδάφους, το φως ή για την προσέλκυση των επικονιαστών εντόμων. Τα ζώα ανταγωνίζονται για την τροφή, την κατοικία, τη φωλιά, το καταφύγιο, τον ερωτικό σύντροφο.
Ανταγωνισμός αναπτύσσεται ανάμεσα σε άτομα του ίδιου είδους ή διαφορετικών ειδών. Ο ανταγωνισμός θεωρείται ότι προωθεί την εξελικτική διαδικασία, καθώς οι οργανισμοί αναγκάζονται εξαιτίας του να οδηγηθούν σε μορφολογικές και οικολογικές διαφοροποιήσεις (τρόπου ζωής).
Ο όρος ανταγωνισμός χρησιμοποιείται και στην περίπτωση φαρμάκων ή ορμονών, που φέρνουν αντίθετα αποτελέσματα, καθώς και στις περιπτώσεις των μυών που ασκούν αντίθετη δράση στα οστά (ανταγωνιστές μύες).
Αντανακλαστική κίνηση, η, ή αντανακλαστικό. Η αυτόματη, στερεότυπη απάντηση του νευρικού συστήματος μετά την επίδραση ειδικού ερεθίσματος.
Διακρίνονται σε «εκ γενετής» αντανακλαστικά (π.χ. θηλασμός) και σε «επίκτητα», τα οποία αποκτώνται αργότερα ως αποτέλεσμα εμπειρίας. Για την πραγματοποίηση της αντανακλαστικής κίνησης συμβάλλει μια σειρά νευρώνων, που αποτελούν το αντανακλαστικό τόξο. Αυτό αποτελείται από την κεντρομόλο οδό, που δέχεται και μεταφέρει το ερέθισμα, από το αντανακλαστικό κέντρο, που βρίσκεται στο νωτιαίο μυελό, και τη φυγόκεντρο οδό, που δίνει την εντολή στο εκτελεστικό όργανο, τον ανάλογο μυ, να αντιδράσει.
Οι αντανακλαστικές κινήσεις χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: α) Τα επιφανειακά αντανακλαστικά, που περιλαμβάνουν την ξαφνική κίνηση, όταν το δέρμα ερεθίζεται, όπως για παράδειγμα η κίνηση του ποδιού, όταν ερεθιστεί το πέλμα του ποδιού. β) Τα «εν τω βάθει» αντανακλαστικά, που εξαρτώνται από την κατάσταση της ήπιας σύσπασης, στην οποία βρίσκονται μονίμως οι μύες σε κατάσταση ανάπαυσης, και εκδηλώνονται, όπως στην περίπτωση του τενόντιου αντανακλαστικού της επιγονατίδας, όταν γίνει απότομο χτύπημα στον τένοντα του μυός. γ) Τα σπλαχνικά αντανακλαστικά είναι αυτά που συνδέονται με ποικίλα όργανα, όπως η στένωση της κόρης, όταν πέσει πάνω στον οφθαλμό ένα έντονο φως, και η σύσπαση της ουροδόχου κύστης, όταν διαταθεί από τα ούρα.
Λάθη σ’ αυτά τα αντανακλαστικά και με την έννοια της αύξησης και με την έννοια της μείωσης δίνουν αξιόλογες πληροφορίες για την παρουσία νευρικών παθήσεων και για το τμήμα του νευρικού συστήματος, στο οποίο είναι εγκαταστημένη αυτή η πάθηση. Έτσι, απουσία του επιγονάτιου αντανακλαστικού σημαίνει βλάβη είτε του αισθητηριακού νεύρου, όταν φυσικά ο επιγονάτιος τένοντας είναι ανέπαφος, είτε των νευρικών κυττάρων είτε του κινητικού νεύρου που προκαλεί αυτό το αντανακλαστικό, όπως συμβαίνει για παράδειγμα στην πολυομυελίτιδα ή στην περιφερική νευρίτιδα. Αντίθετα, ένα υπερβολικό τενόντιο επιγονατιδικό αντανακλαστικό μαρτυρεί ότι η ελέγχουσα επιρροή που ασκεί ο εγκέφαλος πάνω στον αντανακλαστικό μηχανισμό έχει διακοπεί, όπως συμβαίνει για παράδειγμα από έναν όγκο ψηλά στο νωτιαίο μυελό ή από μια πάθηση γνωστή, όπως η κατά πλάκας σκλήρυνση.
Η κατάσταση του πελματιαίου αντανακλαστικού (που επιτυγχάνεται με ερεθισμό του δέρματος του πέλματος) είναι ένα σημαντικό σημείο στη διάγνωση οργανικών παθήσεων του νευρικού συστήματος. Το φυσιολογικό αντανακλαστικό συνίσταται σε κάμψη του μεγάλου δακτύλου προς το πέλμα. Σε οργανικές παθήσεις ο μεγάλος δάκτυλος εκτείνεται προς τα πάνω, αντίθετα προς το πέλμα.
Το αντανακλαστικό της κόρης στο φως είναι επίσης μεγάλης διαγνωστικής σημασίας. Η κόρη συσπάται γρήγορα, όταν πέσει φως πάνω στον οφθαλμό ή όταν οι οφθαλμοί κατευθυνθούν ξαφνικά σ’ ένα κοντινό αντικείμενο. Σε ορισμένες σοβαρές παθήσεις του νευρικού συστήματος, ειδικά σε γενική παράλυση ή σε νωτιαία φθίση, η σύσπαση στο κοίταγμα σ’ ένα κοντινό αντικείμενο παραμένει ανεπηρέαστη, ενώ το αποτέλεσμα του φωτός χάνεται (κόρη του Argyll-Robertson).
Αντιγόνα. Μακρομόρια με πολύπλοκη δομή, τα οποία προσβάλλουν έναν οργανισμό, είναι ξένα προς αυτόν αλλά διαλυτά στα υγρά του σώματός του. Μακρομόρια με αντιγονικές ιδιότητες θεωρούνται κυρίως οι πρωτεΐνες αλλά και ορισμένοι πολυσακχαρίτες. Όσο μεγαλύτερο είναι το μοριακό βάρος του αντιγόνου, τόσο ισχυρότερες είναι οι αντιγονικές του ιδιότητες. Η είσοδος αντιγόνου σ’ έναν οργανισμό προκαλεί ανοσολογική αντίδραση, δημιουργία δηλαδή αντισωμάτων που δεσμεύουν το αντιγόνο, με αποτέλεσμα την εξουδετέρωσή του.
Αντιγόνο ιστοσυμβατότητας.Πρωτεΐνη χαρακτηριστική των λευκών αιμοσφαιρίων του κάθε ατόμου που συμβάλλει στην ενεργοποίηση των Τ-λεμφοκυττάρων ύστερα από την εισβολή κάποιου μικροβίου.
Η είσοδος μικροβίων στον οργανισμό αντιμετωπίζεται στην αρχή από τα μακροφάγα κύτταρα που εγκλωβίζουν τα μικρόβια και τα εξουδετερώνουν. Στη συνέχεια τα μακροφάγα προβάλλουν στην επιφάνειά τους ένα τμήμα του «εισβολέα» που έχουν εξουδετερώσει, το αντιγόνο του, με σκοπό να ενεργοποιήσουν τα Τ-λεμφοκύτταρα για την παραγωγή αντισωμάτων. Το αντιγόνο του εισβολέα εμφανίζεται στην επιφάνεια του μακροφάγου ενωμένο με μια πρωτεΐνη του οργανισμού που λέγεται αντιγόνο ιστοσυμβατότητας.
Αντιγραφή DNA.Ο διπλασιασμός του μορίου του DNA (δεσοξυριβοζονουκλεϊκό οξύ). Κάθε κύτταρο διπλασιάζει το γενετικό του υλικό (DNA) στην τελευταία φάση της ζωής του και πριν να διαιρεθεί και να δώσει δύο νέα κύτταρα. Κάθε μόριο DNA που υπάρχει στον πυρήνα του κυττάρου αντιγράφεται. Η αντιγραφή γίνεται με την αρχή της συμπληρωματικότητας των βάσεων. Απέναντι από καθένα από τους δύο κλώνους του DNA σχηματίζεται ο συμπληρωματικός του κλώνος, έτσι ώστε στο τέλος της διαδικασίας προκύπτουν δύο μόρια DNA όμοια μεταξύ τους και όμοια με το αρχικό μόριο. Κατά τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης που θα ακολουθήσει το γενετικό υλικό θα μοιραστεί στα δύο νέα θυγατρικά κύτταρα. Καθένα από αυτά θα κληρονομήσει ένα αντίγραφο από κάθε μόριο DNA του μητρικού κυττάρου. Έτσι τα δύο νέα θυγατρικά κύτταρα θα κληρονομήσουν όλο το γενετικό υλικό του μητρικού κυττάρου.
Αντιδιουρητική ορμόνη ή βασοπρεσίνη, η (ADH). Ορμόνη που εκκρίνεται από την οπίσθια υπόφυση. Διεγείρει την απορρόφηση του νερού από τα νεφρά και γι’ αυτό ελέγχει τη συγκέντρωση των υγρών του σώματος. Η βασοπρεσίνη παράγεται από εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα στον υποθάλαμο του εγκεφάλου και μεταφέρεται στην οπίσθια υπόφυση μέσω του αίματος. Η έλλειψη της ADH έχει ως αποτέλεσμα μια ανωμαλία γνωστή ως άποιος (άνευ ποιότητας ή ιδιότητας διαβήτης). Σ’ αυτή την ανωμαλία μεγάλες ποσότητες ούρων αποβάλλονται από τον οργανισμό. Αντιμετωπίζεται με τη χορήγηση μιας φυσικής ή συνθετικής ορμόνης.
Αντίσωμα. Πρωτεΐνες του πλάσματος του αίματος που σχηματίζονται στον οργανισμό από τη δράση χημικών ουσιών, οι οποίες ονομάζονται αντιγόνα. Ανήκουν στις σφαιρίνες και ειδικά στις γ-σφαιρίνες.
Αυτές είναι ουσίες με τεράστια ποικιλία, ανάλογη με την ποικιλία που έχουν τα μικρόβια, οι ιοί κτλ. Ο αριθμός των διαφορετικών ειδών τους φτάνει στο ένα τρισεκατομμύριο, με πάντα εκλεκτική δράση, δηλαδή το καθένα για ένα και μόνο είδος αντιγόνου.
Η μεγάλη ποικιλία αντισωμάτων που μπορεί να παράγει ένας οργανισμός οφείλεται, σύμφωνα με τη θεωρία της επιλογής των κλώνων που ισχύει σήμερα, στη μεγάλη ποικιλία των λεμφοκυττάρων ενός οργανισμού. Σε κάποιο από τα εκατομμύρια λεμφοκύτταρα κάθε οργανισμού υπάρχει η πληροφορία για το σχηματισμό αντισώματος για ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Το αντιγόνο αυτό, όταν εισέρχεται για πρώτη φορά στον οργανισμό, διεγείρει τον πολλαπλασιασμό αυτού του λεμφοκυττάρου. Έτσι δημιουργείται μια σειρά από όμοια λεμφοκύτταρα (κλώνος), τα οποία στη συνέχεια παράγουν τα μόρια του συγκεκριμένου αντισώματος (βλ. λλ. αίμα, ανοσία).
Αντιτοξίνη. Αντίσωμα που εξουδετερώνει τη δράση των τοξινών ή των δηλητηρίων μέσα στο σώμα, τα οποία παράγονται από βλαβερούς οργανισμούς, όπως τα παθογόνα μικρόβια. Οι αντιτοξίνες μπορούν να σχηματιστούν από το ίδιο το ανθρώπινο σώμα ή από το αίμα ενός ζώου, στο οποίο έγινε ένεση τοξίνης. Από το αίμα αυτό απομονώνεται ο ορός που περιέχει την αντιτοξίνη και, με ένεση, αυτή εισάγεται στο αίμα του αρρώστου που υποφέρει από το αντίστοιχο λοιμώδες νόσημα.
Οι αντιτοξίνες είναι ειδικές για ορισμένα λοιμώδη νοσήματα. Κάθε μικροβιακή τοξίνη μπορεί να εξουδετερωθεί από την αντιτοξίνη που είναι δραστική εναντίον της και όχι από οποιαδήποτε άλλη, που εξουδετερώνει άλλες τοξίνες.
Αντοχή. Η ικανότητα των ζωντανών οργανισμών να αντιδρούν σε κάθε βλαπτικό παράγοντα. Οι οργανισμοί εκδηλώνουν αντοχή απέναντι σε φυσικούς και χημικούς παράγοντες, κυρίως όμως σε εισβολή μικροβίων. Η αντοχή απέναντι στα μικρόβια είναι δυνατή χάρη σε διάφορους αμυντικούς μηχανισμούς που συντελούν στη δημιουργία ανοσίας. Αυτή διακρίνεται σε κυτταρική και χημική. Η κυριότερη εκδήλωση της κυτταρικής είναι η φαγοκυττάρωση, ενώ η χημική αφορά τα αντισώματα. Συχνά τα μικρόβια αναπτύσσουν αντοχή απέναντι στα διάφορα φάρμακα που χορηγούνται εναντίον τους, κυρίως στα αντιβιοτικά (π.χ. πενικιλίνη). Αυτό οφείλεται είτε σε μετάλλαξη που παθαίνει το μικρόβιο είτε σε παραγωγή ενζύμων που διασπούν το αντιβιοτικό.
Απέκκριση. Η αποβολή από τον οργανισμό των άχρηστων προϊόντων της ανταλλαγής της ύλης. Όπως είναι γνωστό, οι ζωντανοί οργανισμοί παραλαμβάνουν από το περιβάλλον διάφορες ουσίες, χρήσιμες για τη διατροφή τους, δηλαδή οξυγόνο, χημικές ουσίες, τροφές ζωικής ή φυτικής προέλευσης κτλ. Στον οργανισμό γίνεται η επιλογή των χρήσιμων υλών, οι οποίες απορροφώνται και πηγαίνουν σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού τα οποία τρέφουν, ενώ οι άχρηστες αποβάλλονται. Η λειτουργία της αποβολής των άχρηστων ουσιών λέγεται «απέκκριση». Στους κατώτερους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς η απέκκριση γίνεται είτε από όλη την επιφάνεια του σώματός τους είτε από ειδικά οργανίδια (βλ. λ. εκκριτικός ιστός των φυτών). Στα πρωτόζωα για παράδειγμα υπάρχουν τα «σφυγμώδη κενοτόπια», δηλαδή κυστικοί χώροι που χρησιμεύουν τόσο για την απέκκριση όσο και για τη ρύθμιση της οσμωτικής πίεσης μεταξύ του περιβάλλοντος και του σώματός τους. Τα άχρηστα προϊόντα της απέκκρισης λέγονται «απεκκρίματα». Στον άνθρωπο η απέκκριση γίνεται: α) από το δέρμα, από το οποίο με τον ιδρώτα (ιδρωματικοί αδένες) αποβάλλεται η περίσσεια των αλάτων· επίσης από τους πόρους του δέρματος αποβάλλονται τα άχρηστα προϊόντα ανταλλαγής των αερίων (δερματική αναπνοή), δηλαδή το διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, β) από τους πνεύμονες που αποβάλλουν το διοξείδιο του άνθρακα, γ) από την ουρήθρα απεκκρίνονται τα ούρα, τα απεκκρίματα της νεφρικής λειτουργίας, δ) από τον πρωκτό, τέλος, φεύγουν τα άχρηστα προϊόντα της πέψης.
Απλοδιπλοειδία. Μια έννοια του φυλετικού καθορισμού, όπου τα θηλυκά άτομα αναπτύσσονται από γονιμοποιημένα ωάρια και είναι γι’ αυτό διπλοειδή, ενώ τα αρσενικά από μη γονιμοποιημένα ωάρια και είναι απλοειδή (π.χ. μέλισσες).
Αποβολή. Η αυτόματη διακοπή της κύησης με απόρριψη του εμβρύου από τη μήτρα, πριν αυτό να μπορεί να επιβιώσει έξω από το μητρικό σώμα. Το χρονικό όριο που απαιτείται για τη βιωσιμότητα του εμβρύου, μετά την έξοδό του από τη μήτρα, κυμαίνεται ανάμεσα στο τέλος του έκτου και του έβδομου μήνα της κύησης (στην Ελλάδα έχει οριστεί η 180η μέρα από την πρώτη μέρα της κύησης). Η έξοδος του εμβρύου κατά τον έβδομο μήνα θεωρείται πρώιμος τοκετός ενώ κατά τον όγδοο πρόωρος. Επομένως αποβολή θεωρείται η διακοπή της κύησης πριν από αυτό το διάστημα. Μπορεί να συμβεί τυχαία ή να επαναλαμβάνεται σε κάθε κύηση και να συνοδεύεται από το μηχανισμό του τοκετού, με ή χωρίς επιπλοκές.
Αίτια της αποβολής μπορεί να είναι ορμονικές διαταραχές, λοιμώδη νοσήματα, ανωμαλίες των γεννητικών οργάνων, ψυχολογικοί παράγοντες, σωματική κόπωση και άλλες αιτίες που σχετίζονται με το ίδιο το έμβρυο.
Τεχνητή αποβολή (άμβλωση) μπορεί να προκληθεί αν η συνέχιση της κύησης θέτει σε κίνδυνο τη ζωή της γυναίκας.
Στα ζώα αποβολή θεωρείται η έξοδος νεκρού εμβρύου, πριν από 200 μέρες εγκυμοσύνης για τα βοοειδή, 240 για τα ιπποειδή, 120 για τα αιγοπρόβατα, 90 για τους χοίρους και 50 για τους σκύλους. Αν το έμβρυο ζήσει, το φαινόμενο λέγεται πρωιμοτοκετός. Τα αίτια της αποβολής μπορεί να είναι μηχανικά (τραυματισμός, πτώση κ.ά.), φυσικά (υπερβολική ζέστη), ειδικές παθήσεις του γεννητικού συστήματος, δηλητηριάσεις, κακή διατροφή των ζώων, παρασιτώσεις, διάφορα νοσήματα και προσβολή από μικρόβια. Η μικροβιακής αιτίας αποβολή μπορεί να οφείλεται σε βρακέλλωση, δονακίωση, σαλμονέλλωση, μυκητιάσεις, προσβολή από χλαμύδιες, στρεπτόκοκκους, σταφυλόκοκκους, ιούς κ.ά.
Αποικία. Ομάδα οργανισμών, μονοκύτταρων ή πολυκύτταρων, που ζουν μαζί σ’ ένα συγκεκριμένο χώρο.
Τα άτομα της αποικίας συνεργάζονται μεταξύ τους για την καλύτερη επιβίωσή τους. Συνήθως παρατηρείται ένας καταμερισμός εργασίας, με εξειδικευμένες ομάδες για τη σύλληψη της τροφής, την κίνηση, την αναπαραγωγή κτλ. Σε ορισμένες περιπτώσεις η εξειδίκευση αυτή έχει οδηγήσει και σε μορφολογικές διαφοροποιήσεις των ατόμων των ομάδων.
Οι μονοκύτταροι οργανισμοί, για παράδειγμα του γένους Volvox, ζουν κατά ομάδες, τοποθετημένοι στην περιφέρεια μιας σφαίρας και σχηματίζουν σφαιρικές αποικίες. Κάθε οργανισμός φέρει δύο μαστίγια τοποθετημένα στην εξωτερική επιφάνεια της σφαίρας. Ολόκληρη η αποικία μετακινείται σαν καράβι μέσα στο νερό με τις συντονισμένες κινήσεις των μαστιγίων των ατόμων της. Στο εσωτερικό της αποικίας δημιουργούνται με αναπαραγωγή μικρότερες θυγατρικές αποικίες, οι οποίες αποχωρίζονται από τη μητρική και ζουν ανεξάρτητα. Οι αποικίες των μονοκύτταρων οργανισμών θεωρούνται μεταβατικές μορφές μεταξύ μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών.
Η ίδρυση μιας αποικίας, κυρίως από πολυκύτταρους οργανισμούς, λέγεται αποίκιση.
Απολίθωμα. Λείψανα ζωικών ή φυτικών οργανισμών που έζησαν στο παρελθόν και που διατηρήθηκαν μέχρι σήμερα, μέσα σε ιζηματοειδή πετρώματα. Απολιθώματα θεωρούνται και τα αποτυπώματα των οργανισμών αυτών πάνω σε πετρώματα. Τα απολιθώματα τα μελετά η Παλαιοντολογία.
Όλοι σχεδόν οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί, από τις απλούστερες μέχρι τις συνθετότερες μορφές τους, μπορούν να απολιθωματοποιηθούν κάτω από ορισμένες συνθήκες, με την απαραίτητη προϋπόθεση ότι θα ταφούν κάτω από τη γη ή θα βρεθούν κάτω από την επιφάνεια του νερού, μέσα στο βυθό θαλασσών ή λιμνών, και γενικά δε θα είναι εκτεθειμένοι στον αέρα. Στη συνέχεια θα πρέπει να αντικατασταθεί η οργανική τους ύλη από ανόργανα συστατικά, κυρίως άλατα του νατρίου, καλίου, ασβεστίου κτλ., μόριο προς μόριο (επιγένεση). Γενικά, διατηρούνται καλύτερα τα πιο σκληρά μέρη του οργανισμού, για παράδειγμα τα οστά των Σπονδυλόζωων, τα όστρακα των μαλακίων. Κάτω από πολύ ευνοϊκές συνθήκες ολόκληρα ζώα ή φυτά μπορούν επίσης να μείνουν αναλλοίωτα.
Οι μεταβολές που παθαίνουν οι οργανισμοί με το πέρασμα του χρόνου και την επίδραση των απολιθωματικών νόμων είναι μηχανικής και χημικής μορφής. Υπάρχουν π.χ. απολιθώματα, που μαζί με τα πετρώματα που τα περιβάλλουν, έπαθαν αλλοιώσεις μηχανικές: κάμψη, τάση, στρέβλωση, συμπίεση, συντριβή κ.ά., γεγονός που επιβάλλει μεγάλη προσοχή και επιμέλεια για τον προσδιορισμό του απολιθωμένου οργανισμού. Οι χημικές μεταβολές μπορούν να πάρουν διάφορες μορφές, όπως απανθράκωση, αποσύνθεση, εκμαγείωση, αποσάθρωση, αποστέωση κτλ., με την αλλοίωση ορισμένων συστατικών και την πρόσληψη νέων στοιχείων.
1. Απανθράκωση. Είναι η αργή μετατροπή του οργανισμού, σχεδόν ολοκληρωτικά σε άνθρακα, με τη διαδικασία του εμπλουτισμού του άνθρακα που περιέχεται στα κύτταρα και της παράλληλης έκλυσης του οξυγόνου και υδρογόνου τους, με τη μορφή του ανθρακικού οξέος. Αυτός ο εμπλουτισμός σε άνθρακα είναι ανάλογος της γεωλογικής ηλικίας των ανθρακοφόρων στρωμάτων που περιβάλλουν τα οργανικά λείψανα των φυτών και ζώων και επίσης ανάλογος της θερμότητας που εκλύουν παρακείμενα πετρώματα. Όταν οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί βρίσκονται σε αλλεπάλληλα στρώματα και σε μεγάλο όγκο, σχηματίζονται συμπαγείς ανθρακικές μάζες, όπου τελικά ελάχιστα ίχνη των ιστών τους παραμένουν. Με αυτόν τον τρόπο σχηματίζεται η τύρφη, ο λιγνίτης, ο λιθάνθρακας, ο ανθρακίτης, ο πισσάνθρακας, ο γραφίτης κτλ. (από κορμούς δέντρων), ενώ στα ζώα αυτό είναι σπάνιο, γιατί συνήθως εξανθρακώνονται μόνο ορισμένα μέρη τους και γιατί σπάνια βρίσκονται πολλά μαζί για να αποτελέσουν μεγάλο όγκο και αλλεπάλληλα στρώματα.
2. Αποσύνθεση. Παθαίνουν οι οργανισμοί που αποτελούνται από άνθρακα και άζωτο και δεν έχουν σκληρά συστατικά. Το ίδιο συμβαίνει και με τα μαλακά μέρη του οργανισμού. Οι οργανισμοί αυτοί εξαφανίζονται με την αποσύνθεση, εκτός αν βρεθούν σε πετρώματα από λεπτότατους κόκκους (όπως ο ασβεστόλιθος του Σολενχόφεν), πάνω στα οποία αφήνουν απολιθώματα.
3. Εκμαγείωση. Λέγεται το φαινόμενο κατά το οποίο, ο χώρος τον οποίο έπιανε κάποτε το μαλακό σώμα του ζώου ή του φυτού, γεμίζει με άμμο, πηλό, ορυκτή ύλη κτλ., που ύστερα σχηματίζουν πετρώματα. Όταν αργότερα διαλυθεί το εξωτερικό κέλυφος του ζώου ή του φυτού, μένει μόνο το εσωτερικό εκμαγείο και πάνω στο πέτρωμα αυτό φαίνεται αποτυπωμένη η εξωτερική μορφή του οστράκου. Με γύψο, κερί ή γουταπέρκα, είναι δυνατό από το εκμαγείο να αποτυπώσουμε και τη μορφή που είχε εξωτερικά το όστρακο του ζώου.
4. Αποσάθρωση. Συμβαίνει σε κελύφη ή στα οστά ζώων που περιέχουν ευδιάλυτα συστατικά. Όταν ύστερα αυτά διαλυθούν, γίνονται σκόνη και μόνο με μια απλή επαφή. Το φαινόμενο λέγεται και «ασβεστοποίηση». Αν τα οργανικά συστατικά των σκληρών μερών του ζώου απομακρυνθούν και το χώρο τους τον καταλάβουν διαλυμένα συστατικά ορυκτών, σχηματίζουν τις λεγόμενες «απολιθώσεις». Τέτοια ορυκτολογικά συστατικά που αντικαθιστούν τις οργανικές αυτές ουσίες είναι το ανθρακικό ασβέστιο (ασβέστιο ή αραγονίτης), το πυριτικό οξύ (χαλαζίας, κερατόλιθος, πυριτόλιθος, αχάτης, οπάλιος), το θειικό βάριο (βαρυτίτης), το θειικό στρόντιο (γλαυκίνος), το ανθρακικό στρόντιο, το πυριτικό μαγνήσιο (στεατίτης) κτλ. Αν η αντικατάσταση γίνει από ενώσεις βαριών μετάλλων (σιδηροπυρίτη, μαρκασίτη, αργιλικού σφαιροσιδηρίτη, σφαλερίτη, γαλκιδίου, αργυρίτη, χρυσού ή αργύρου κτλ.), τότε έχουμε απομετάλλωση των απολιθωμάτων.
5. Απασβέστωση ή περιασβέστωση ή περιφλοίωση. Γίνεται κυρίως σε νέα, από γεωλογική άποψη, ζώα ή φυτά, τα οποία καλύπτονται με ορυκτολογική ύλη (μέσα στο νερό, σπάνια στο ύπαιθρο), που παίρνει τη μορφή του ζώου ή του φυτού. Όταν αυτό εξαφανιστεί, μένει ο κενός χώρος, όπως π.χ. στους τραβερτίνες της Σκύρου με το ροδόδεντρο, στους Τράχωνες της Αττικής με το νήριο, στα Μέγαρα με τα ριζώματα των φυτών κτλ.
Όπως φαίνεται από τα παραπάνω, ο χαρακτηρισμός ενός λειψάνου, φυτικού ή ζωικού, ως απολιθώματος, εξαρτάται κυρίως από τη γεωλογική του ηλικία και όχι από το βαθμό ή τον τρόπο της διατήρησής του. Φυσικά, τα πιο πολλά απολιθώματα έχουν υποστεί ριζικές αλλαγές, έχουν μεταβληθεί σε ορυκτά και γι’ αυτό λέγονται απολιθώματα. Αυτό όμως δε σημαίνει ότι, αν δεν υπάρχει μεταβολή ενός ζώου ή φυτού και διατηρηθεί αναλλοίωτο, δεν είναι απολίθωμα. Έτσι, υπάρχουν ζώα και φυτά, τα οποία, επειδή βρέθηκαν κάτω από πολύ ευνοϊκές συνθήκες, έμειναν στην ίδια κατάσταση που βρίσκονταν την εποχή κατά την οποία έζησαν, κατατάσσονται όμως στα απολιθώματα. Τέτοια δείγματα είναι τα μαμούθ και οι ρινόκεροι που βρέθηκαν μέσα στους πάγους της Σιβηρίας.
Στα μαμούθ αυτά διατηρούνται υπολείμματα τροφής στο στομάχι και ανάμεσα στα δόντια και μπορούμε, μελετώντας τα, να προσδιορίσουμε το είδος των φυτών που χρησιμοποιούσαν τα ζώα αυτά ως τροφή.
Εκτός από τους πάγους, ευνοϊκές συνθήκες διατήρησης απολιθωμάτων χωρίς αλλοιώσεις, δημιουργούν η τύρφη, η ρητίνη, το ήλεκτρο (απολιθωμένη ρητίνη), ο οζοκηρίτης (απολιθωμένο κερί) κ.ά. Μέσα σε τέτοια στρώματα, και χωρίς να διαποτιστούν από ορυκτή ύλη, βρέθηκαν ανέπαφα φύλλα, άνθη και καρποί φυτών, έντομα (αράχνες), λείψανα από ρινόκερους κ.ά.
Λείψανα ζώων ή φυτών που έζησαν σε παλαιότερες γεωλογικές εποχές χαρακτηρίζονται ως απολιθώματα ανεξάρτητα αν το είδος στο οποίο ανήκουν υπάρχει και σήμερα. Αντίθετα λείψανα οργανισμών που έζησαν στους ιστορικούς χρόνους και εξαφανίστηκαν χαρακτηρίζονται ως υποαπολιθώματα.
Τα απολιθώματα, επειδή ποικίλλουν στην ηλικία και στο βαθμό διατήρησής τους, επειδή ανακαλύπτονται σε διαφορετικές περιοχές και αντιπροσωπεύουν διάφορα οργανικά είδη, βοηθούν τη σύγχρονη επιστήμη να συμπληρώνει αδιάκοπα τα κενά στην πορεία και την κλίμακα της εξέλιξης των ειδών πάνω στη Γη, μελετώντας τα λείψανα ή ανέπαφα δείγματα ειδών που έχουν εκλείψει (μαμούθ), τα απολιθώματα σύμμεικτων παλαιοντολογικών τύπων (αρχαιοπτέρυξ) κτλ. Τη βοηθούν ακόμη να γνωρίσει τις λειτουργίες των οργανισμών που έζησαν στο παρελθόν (αναπαραγωγή, διατροφή, ανάπτυξη), να κάνει συγκρίσεις με τις σημερινές και να βγάλει χρήσιμα συμπεράσματα.
Μια ιδέα για τη σπουδαιότητα που έχουν τα απολιθώματα, από επιστημονική άποψη, μπορούν να μας δώσουν τα αβγά των πτηνών της Ολιγόκαινης περιόδου, αβγά ψαριών της Άνω Δεβόνιας, αβγά της Ιουράσιας περιόδου (στην Αγγλία) και της Κρητιδικής (στη Μογγολία), έμβρυα μέσα στο μητρικό οργανισμό ιχθυόσαυρων και ιππαρίων της μειόκαινης κ.ά., που αποτελούν πολύτιμα ευρήματα.
Άλλα ευρήματα παλαιοντολογικά αποδεικνύουν ότι κάτω από εξαιρετικές συνθήκες, που έχουν προσδιορισθεί επιστημονικά ή αποτελούν αντικείμενο μελέτης ακόμα, ολόκληρα κοπάδια ζώων, βρήκαν το θάνατο και τα απολιθώματά τους σχημάτισαν εκτεταμένα «νεκροταφεία». Τέτοια «νεκροταφεία» είναι του Λος Άντζελες στις ΗΠΑ και του Πικερμίου (της Αττικής) στην Ελλάδα. Η Πικερμική πανίδα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους παλαιοντολόγους. Περισσότερα από 40 είδη απολιθωμένων Σπονδυλόζωων περιγράφηκαν από τα χιλιάδες απολιθωμένα τμήματα που βρέθηκαν εκεί και που έζησαν στη Μειόκαινη εποχή. Σ’ αυτά περιλαμβάνονται προγονικές μορφές προβοσκιδωτών, ρινόκεροι, τριδάκτυλα άλογα, χαλκοθήρια, καμηλοπαρδάλεις, πίθηκοι, ύαινες κ.ά. Περιλαμβάνονται επίσης σημαντικά ευρήματα απολιθωμένων ερπετών και πτηνών. Ο μαζικός θάνατος των ζώων αυτών αποδίδεται στην ξηρασία.
Ζωντανά απολιθώματα: Με τον όρο αυτό εννοούμε κάποια είδη οργανισμών που ζουν ως σήμερα, αλλά διατηρούν πρωτόγονα χαρακτηριστικά του είδους.
Τα είδη αυτά ζωικά ή φυτικά παρέμειναν σχετικά ανεξέλικτα για κάποιους ειδικούς λόγους, όπως π.χ. η διατήρηση σταθερών περιβαλλοντικών συνθηκών για μεγάλο χρονικό διάστημα, η γεωγραφική απομόνωση κ.ά. Αποτελούν και αυτά πολύτιμα στοιχεία έρευνας της συγκριτικής ανατομικής και της φυλογένεσης.
Καθοδηγητικά απολιθώματα: Είναι αυτά που ανήκουν σε οργανισμούς που έζησαν σε μια συγκεκριμένη γεωλογική περίοδο και ύστερα εξαφανίστηκαν. Τα απολιθώματα αυτά χρησιμεύουν στη χρονολόγηση των πετρωμάτων στα οποία συναντώνται. Παράδειγμα αποτελούν οι νουμμουλίτες που κάποια είδη τους έζησαν στην Παλαιογενή περίοδο την οποία και προσδιορίζουν.
Αποτύπωμα DNA.Μέθοδος προσδιορισμού της αλληλουχίας των νουκλεοτιδίων του DNA ενός ατόμου που οδηγεί στον προσδιορισμό της γενετικής του ταυτότητας.
Ασκαρίδες. Παρασιτικοί οργανισμοί του εντέρου των θηλαστικών, της ομοταξίας Νηματώδεις, τάξη Ραβδιτοειδείς. Πιο γνωστή είναι η Ασκαρίς η σκωληκοειδής (Ascaris lubricoides), κοινά λεβίθα, που παρασιτεί και στο έντερο του ανθρώπου. Έχει σώμα νηματοειδές, κυλινδρικό που λεπταίνει στα άκρα και ελαστικό. Το στόμα της φέρει βαλβίδες. Το αρσενικό έχει μήκος 15-25 εκ. ενώ το θηλυκό είναι μεγαλύτερο και φτάνει μέχρι και 45 εκ. Ο βιολογικός κύκλος της ασκαρίδας αρχίζει από το παχύ έντερο του ανθρώπου στο οποίο παρασιτεί. Εκεί το θηλυκό γεννάει εκατομμύρια αβγά την ημέρα, τα οποία με τα κόπρανα βγαίνουν στο περιβάλλον. Αν δε βρουν κατάλληλες συνθήκες, κυρίως υγρασία, μπορούν να επιβιώσουν μέχρι και 5 χρόνια. Αν βρουν κατάλληλες συνθήκες εκκολάπτονται και σε 30-40 μέρες βγαίνουν οι προνύμφες. Τα αβγά και οι προνύμφες μπορούν να μολύνουν τον άνθρωπο μπαίνοντας στον οργανισμό του με το νερό ή την τροφή, κυρίως τα λαχανικά όταν τρώγονται ωμά χωρίς να είναι καλά πλυμένα. Τα μικρά παιδιά μπορούν να μολυνθούν όταν παίζουν με τα χώματα και βάζουν τα χέρια στο στόμα. Τα αβγά από το στόμα φτάνουν στο λεπτό έντερο όπου εκκολάπτονται. Οι προνύμφες τρυπούν τα τοιχώματα του λεπτού εντέρου, μπαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος και εισχωρούν στο συκώτι, στην καρδιά, στους πνεύμονες, τους βρόγχους, την τραχεία, το φάρυγγα και το στόμα. Στο μεταξύ οι προνύμφες έχουν μεταμορφωθεί σε ασκαρίδες που από το στόμα καταλήγουν στο παχύ έντερο όπου και παρασιτούν. Η μόλυνση του ανθρώπου από ασκαρίδες (ασκαριδίαση) προκαλεί βλάβες σε όλα τα όργανα από τα οποία διέρχεται η προνύμφη ή το τέλειο άτομο. Στους πνεύμονες παρουσιάζεται το ηωσινόφιλο διήθημα Loffer (το μέγεθός του φτάνει από φασολιού ως πορτοκαλιού) ή ακόμη και πνευμονία, με αλλεργικά φαινόμενα. Τέτοια διηθήματα σχηματίζονται συχνά και στο συκώτι. Μπορεί επίσης από τις ασκαρίδες οι οποίες κατακλύζουν το σώμα να γίνει απόφραξη του χοληδόχου πόρου και να προκληθεί αποφρακτικός ίκτερος. Συχνά εμφανίζεται πυρετός, πόνοι στην κοιλιά, διάρροιες, έντονη φαγούρα σε διάφορα μέρη του σώματος, νευρικότητα, αϋπνία κ.ά.
Άλλα είδη ασκαρίδας παρασιτούν στο χοίρο, στο άλογο και στα βοοειδή.
Αταβισμός. Η ξαφνική επανεμφάνιση σε κάποιον οργανισμό ενός γνωρίσματος ή μιας ιδιότητας που υπήρχε στους προγόνους του και επί σειρά πολλών ετών δεν είχε εμφανιστεί.
Στον άνθρωπο το φαινόμενο του αταβισμού παρουσιάζεται σπάνια, με την εμφάνιση μικρής ουράς στην άκρη της σπονδυλικής στήλης ή τριχώματος σε όλο το σώμα.
Το φαινόμενο του αταβισμού ερμηνεύεται είτε ως αποτέλεσμα της εκδήλωσης υπολειπόμενων γονιδίων, όταν ύστερα από πολλές γενιές βρεθούν σε ομοζυγωτία σε ένα άτομο, είτε ως αποτέλεσμα ανατροπής της γονιδιακής ισορροπίας.
Ατελείς μύκητες. Όρος που αποδίδεται σε μια κατηγορία μυκήτων που αναπαράγονται με σπόρια. Περιλαμβάνει κυρίως παθογόνους μύκητες που προκαλούν μυκητιάσεις σε ζώα και φυτά.
Αυλάκωση.Η διαδικασία με την οποία το γονιμοποιημένο ωάριο με συνεχείς κυτταρικές διαιρέσεις εξελίσσεται σε έμβρυο. Τα κύτταρα που παράγονται με την αυλάκωση λέγονται βλαστομερίδια. Αυτά διαιρούμενα και με συνεχείς διαφοροποιήσεις θα δώσουν τα κύτταρα του νέου οργανισμού.
Αυξητική ορμόνη ή σωματοτροπίνη. Ορμόνη που εκκρίνεται από την υπόφυση των θηλαστικών. Διεγείρει την πρωτεϊνοσύνθεση, αναστέλλει την οξείδωση της γλυκόζης και διεγείρει τη λιπόλυση στο λιπώδη ιστό. Με αυτόν τον τρόπο προκαλεί μερική μεταστροφή του μεταβολισμού ενέργειας, καθώς αυξάνεται η καύση των λιπαρών οξέων, οπότε εξοικονομείται γλυκόζη και κυρίως αμινοξέα. Η έκκριση της αυξητικής ορμόνης αυξάνεται με την άσκηση, σε καταστάσεις στρες, με την παρουσία ινσουλίνης και οιστρογόνων. Ελάττωσή της προκαλείται από μια πρωτεΐνη, τη σωματοστατίνη που παράγεται στον υποθάλαμο του εγκεφάλου. Παθολογικές καταστάσεις που συνδέονται με την έκκριση σωματοτροπίνης περιλαμβάνουν το γιγαντισμό, ο οποίος προκαλείται από υπερβολική έκκριση της ορμόνης κατά την παιδική ηλικία, την ακρομεγαλία λόγω υπερπαραγωγής της κατά την εφηβεία και το νανισμό λόγω μειωμένης παραγωγής της στην παιδική ηλικία.
Αυξίνη. Είδος φυτορμόνης που συντελεί στην ανάπτυξη των φυτικών οργανισμών. Τέτοια δράση παρουσιάζουν κυρίως οι αυξίνες Α και Β, που είναι συνθετικά παράγωγα αρωματικών ενώσεων. Οι αυξίνες επίσης είναι υπεύθυνες για την εμφάνιση του φαινομένου του φωτοτροπισμού.
αυτοάνοσοι νόσοι. Ασθένειες που προέρχονται από την ανοσολογική αντίδραση του οργανισμού ενάντια σε παράγοντες ή συστατικά του ίδιου του οργανισμού. Τέτοιες νόσοι είναι ο ερυθηματώδης λύκος και η ρευματοειδής αρθρίτιδα.
Αυτογονιμοποίηση.Η γονιμοποίηση που γίνεται μέσα στον ίδιο τον οργανισμό. Συμβαίνει σε οργανισμούς που διαθέτουν και αρσενικούς και θηλυκούς γαμέτες. Αυτογονιμοποίηση γίνεται στα περισσότερα φυτά που είτε έχουν άνθη τέλεια, δηλαδή διαθέτουν και στήμονες και ύπερο ή έχουν άνθη ατελή ή δίκλινα, δηλαδή διαθέτουν ή μόνο στήμονες (αρσενικά) ή μόνο ύπερο (θηλυκά), αλλά τα δύο φύλα συνυπάρχουν στο ίδιο το φυτό (φυτά μόνοικα). Στα μόνοικα φυτά γίνεται αυτογονιμοποίηση όταν οι γυρεόκοκκοι ενός φυτού γονιμοποιούν τα ωοκύτταρα του ίδιου ή διαφορετικού άνθους του ίδιου φυτού. Τα μόνοικα φυτά μπορούν επίσης να διασταυρώνονται.
Στα ζώα η αυτογονιμοποίηση περιορίζεται στα ερμαφρόδιτα, δηλαδή ζώα που παράγουν και ωάρια και σπερματοζωάρια (συνήθως κατώτερα ζώα), οπότε τα σπερματοζωάρια του ζώου γονιμοποιούν τα ωάριά του.
Αυτοσυντήρηση. Η έμφυτη τάση που έχουν όλοι οι οργανισμοί να προσπαθούν να διατηρηθούν στη ζωή. Συνήθως μιλάμε για το ένστικτο της αυτοσυντήρησης που απορρέει από τους φυσικούς εκείνους νόμους στους οποίους υποτάσσεται ασυνείδητα και το πιο εξελιγμένο ον, δημιουργώντας έτσι και την τάση για διατήρηση της ζωής και της συντήρησής της μέσα σ’ αυτή. Αυτή η τάση για συντήρηση αποτελεί και το κυριότερο κίνητρο κάθε ενέργειας των οργανισμών. Και είτε η ενέργεια αυτή στρέφεται προς την προσαρμογή στις συνθήκες του περιβάλλοντος είτε προς τις ψυχικές καταστάσεις, έχει πάντοτε ως αιτία αυτή την ίδια τη ζωή. Γι’ αυτό, όπως η ζωή δίνεται, υπάρχει και εξελίσσεται με τρόπο που δεν προσδιορίζεται από αυτόν τον ίδιο τον οργανισμό (αλλά αντίθετα τον προσδιορίζει), έτσι και η ανάγκη συντήρησης κάθε όντος και της ζωής του προσδιορίζει και κατευθύνει κάθε του πράξη. Χωρίς την έμφυτη ανάγκη της συντήρησης δε θα υπήρχε ζωή. Αν οι οργανισμοί δε ρύθμιζαν κάθε ενέργεια και εκδήλωσή τους για διατήρηση της ζωής, ο θάνατος θα τους κατέβαλλε από την πρώτη στιγμή της γέννησής τους. Ενώ, αντίθετα, η αντίδραση προς το θάνατο και η τάση για διατήρηση της ζωής –η αυτοσυντήρηση– ωθεί κάθε ον και οργανισμό στην πρωταρχική ανάγκη συνέχισης της ζωής.
Στη θεωρία του Δαρβίνου, το ένστικτο της αυτοσυντήρησης και το ένστικτο της διαιώνισης του είδους αποτελούν τα δύο ισχυρότερα ορμέμφυτα που διέπουν τη ζωή.
Αυτοτομία. Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο κόβονται αυτόματα από αντανακλαστική αιτία, δηλαδή από μηχανικό ερεθισμό (παραμικρή έλξη), διάφορα εξαρτήματα ή μέλη του σώματος ορισμένων ζώων. Το φαινόμενο της αυτοτομίας παρατηρείται στα κατώτερα ζώα, κυρίως στα εχινόδερμα (αστερίες, οφίουρους), των οποίων κόβονται βραχίονές τους, στα σκουλήκια, των οποίων κόβεται ένα τμήμα τους σώματός τους προς την ουρά, στα αρθρόποδα (έντομα, αραχνίδια, καρκινοειδή), που κόβονται τα πόδια τους, οι κεραίες τους ή άλλα σωματικά μόρια, αλλά και σε ορισμένα σπονδυλωτά, όπως τα ερπετά (σαύρες), που κόβεται η ουρά τους, και σε ελάχιστα θηλαστικά (τρωκτικά), που κόβεται επίσης η ουρά τους. Τα ζώα στα οποία συμβαίνει η αυτοτομία έχουν μεγάλη ικανότητα αναγέννησης του εξαρτήματος ή του μέρους του σώματός τους που κόπηκε. Η αυτοτομία, χάρη στη μορφολογική και ανατομική κατασκευή του σώματος των ζώων και ειδικότερα των σημείων των μελών και εξαρτημάτων τους στα οποία γίνεται (μυϊκό και κυκλοφορικό σύστημα), αποτελεί ένα αμυντικό μέσο για να αποφύγουν τη σύλληψη από τους εχθρούς τους.
Αυτοτροφισμός. Τύπος θρέψης, κατά τον οποίο οι οργανισμοί συνθέτουν τα οργανικά υλικά που χρειάζονται από ανόργανες πηγές. Οι κύριες πηγές του άνθρακα και του αζώτου είναι το διοξείδιο του άνθρακα και τα νιτρικά άλατα, αντίστοιχα. Όλα τα πράσινα φυτά είναι αυτότροφα και φωτοσυνθέτουν, χρησιμοποιούν δηλαδή το φως ως πηγή ενέργειας για τη σύνθεση οργανικών ουσιών από ανόργανες. Μερικά βακτήρια είναι επίσης φωτοαυτότροφα. Άλλα βακτήρια είναι χημειοαυτότροφα, καθώς χρησιμοποιούν την ενέργεια που προέρχεται από χημικές διαδικασίες.
Αυτότροφοι οργανισμοί.Οργανισμοί που έχουν την ικανότητα της φωτοσύνθεσης, δηλαδή της σύνθεσης οργανικών ουσιών από απλές ανόργανες. Οι οργανισμοί αυτοί με τη φωτοσύνθεση παράγουν μόνοι τους την τροφή τους. Αυτότροφοι οργανισμοί είναι τα φυτά, τα φύκη και τα φυτοσυνθετικά βακτήρια, που αποτελούν τη βάση της τροφικής αλυσίδας. Λέγονται και παραγωγοί, σε αντίθεση με τους ετερότροφους οργανισμούς που ονομάζονται και καταναλωτές (βλ. και λλ. φωτοσύνθεση, τροφική αλυσίδα, βιοενεργητική).
Αφομοίωση.Η απορρόφηση των προϊόντων της πέψης, σακχάρων, αμινοξέων και λιπών από το αίμα που γίνεται στις εντερικές λάχνες. Τα θρεπτικά αυτά συστατικά μεταφέρονται με το αίμα στα κύτταρα του σώματος, όπου χρησιμοποιούνται στις καύσεις για παραγωγή ενέργειας ή ως δομικά συστατικά για τη σύνθεση πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπών του οργανισμού.
Αφυδρογονάσες. Ομάδα ενζύμων που καταλύουν αντιδράσεις καταβολισμού, κυρίως της κυτταρικής αναπνοής, αλλά και αντιδράσεις σύνθεσης ή διάσπασης αμινοξέων και λιπαρών οξέων. Τα ένζυμα αυτά μεταφέρουν υδρογόνα από ένα μόριο δότη σ’ ένα μόριο δέκτη με ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας.
Αφυμενίωση. Ο σχηματισμός εφυμενίδας με την εναπόθεση υμενίνης στα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων. Η υμενίνη είναι ουσία λιπιδικής σύστασης, αδιάβροχη. Η αφυμενίωση των κυτταρικών τοιχωμάτων των κυττάρων της επιδερμίδας των φύλλων στα φυτά, αλλά και η επικάλυψή τους από ένα επιπλέον στρώμα υμενίνης, δημιουργεί στα φύλλα ένα περίβλημα αδιάβροχο, στιλπνό και ανθεκτικό, την εφυμενίδα. Η εφυμενίδα προστατεύει τα φύλλα αλλά και άλλα όργανα ενός φυτού, όπως τους καρπούς, κυρίως από την εξάτμιση του νερού, γι’ αυτό και παρατηρείται κυρίως σε ξηρόφυτα. Προστατεύει επίσης τους εσωτερικούς ιστούς από μολύνσεις και από την αποσύνθεση.
Βάκιλος. Έτσι ονομάζεται κάθε ραβδοειδές βακτήριο. Γενικά, οι βάκιλοι είναι μεγάλα κατά Gram θετικά βακτήρια που σχηματίζουν σπόρια και έχουν την τάση να σχηματίζουν αλυσίδες και να παράγουν μια κάψα. Μερικά φέρουν μαστίγια με τα οποία κινούνται. Βρίσκονται παντού, στο έδαφος και τον αέρα, και πολλά είναι υπεύθυνα για τη μόλυνση των τροφών (βλ. και λ. βακτήρια).
Βακτήρια ή βακτηρίδια. Οι πιο μικροί οργανισμοί που μαζί με τα κυανοφύκη κατατάσσονται στα σχιζόφυτα που είναι η κατώτατη μορφή ζωής. Είναι προκαρυωτικοί οργανισμοί δηλαδή το κύτταρό τους στερείται οργανωμένου πυρήνα και άλλες εσωτερικές μεμβράνες και οργανίδια. Βρίσκονται παντού στη φύση, δηλαδή στο έδαφος, στο νερό, στον αέρα, ακόμη και μέσα στο σώμα των ζώων και των φυτών, καθώς και σε ό,τι προέρχεται ή παράγεται από αυτά. Παρουσιάζουν μεγάλη γεωγραφική εξάπλωση, από τους πόλους ως τον ισημερινό, και τα συναντούμε παντού, ακόμα και σε θερμοπηγές με θερμοκρασία 95°C. Η μεγάλη τους γεωγραφική εξάπλωση οφείλεται: α) στο μικρό τους μέγεθος που δεν απαιτεί μεγάλη ποσότητα τροφής και εξασφαλίζει εύκολη πρόσληψη και αποβολή ουσιών, β) στη μεγάλη ποικιλία στη διατροφή τους· ουσιαστικά τρώνε τα πάντα, ακόμη και ανόργανες ουσίες, τις οποίες οξειδώνουν και εξασφαλίζουν έτσι την απαραίτητη ενέργεια, γ) στους πολλούς και ταχύτατους τρόπους αναπαραγωγής τους, δ) στο ότι όταν βρεθούν σε δύσκολες συνθήκες δημιουργούν ανθεκτικές μορφές, τα σπόρια, μέσα στα οποία διατηρούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι και πολλά χρόνια, ώσπου να ξαναβρούν πιο ευνοϊκές συνθήκες.
Πολλά βακτήρια είναι παθογόνα δηλαδή προσβάλλουν άλλους οργανισμούς και προκαλούν αρρώστιες, τα περισσότερα όμως είναι ωφέλιμα για τη φύση και τον άνθρωπο.
Ανάλογα με το σχήμα τους διακρίνονται σε κόκκους με σφαιρικό σχήμα, βακίλους, με σχήμα ραβδοειδές και σπειρύλλια ή σπειροχαίτες με μορφή σπείρας. Έχουν βρεθεί και βακτήρια με τετραγωνισμένο σχήμα, ή σχήμα αστεριού κ.ά. Η διάμετρος τους είναι από 0,5 ως 5 μικρά (εκατομμυριοστά του μέτρου).
Περιβάλλονται από μια απλή κυτταρική μεμβράνη και εξωτερικά της μεμβράνης από κυτταρικό τοίχωμα διαφορετικής σύστασης από αυτή των φυτικών κυττάρων. Συχνά περιβάλλονται και από άλλα ανθεκτικά περιβλήματα (κάψες) ή έχουν μαστίγια με τα οποία κινούνται μέσα στο κυτταρόπλασμα. Έχουν μικρά ριβοσώματα για τη σύνθεση των πρωτεϊνών τους και το γενετικό υλικό (DNA) που είναι διάχυτο μέσα στο κυτταρόπλασμα και δεν περιβάλλεται από πυρηνική μεμβράνη. Δε διαθέτουν επίσης μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες ή άλλα οργανίδια τυπικά του ευκαρυωτικού κυττάρου.
Πολλαπλασιασμός. Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται με τον απλούστερο τρόπο, δηλαδή με διχοτόμηση. Κατά τη φάση του πολλαπλασιασμού, τα βακτήρια επιμηκύνονται και αρχίζουν συγχρόνως να στενεύουν ολοένα και περισσότερο στη μέση μέχρι που κόβονται στα δύο. Ο πολλαπλασιασμός των βακτηρίων είναι ταχύτατος. Σε ευνοϊκές συνθήκες, η διχοτόμηση είναι δυνατό να επαναλαμβάνεται κάθε μισή ώρα. Αυτό όμως διαρκεί μέχρι ένα όριο, κατά το οποίο, επειδή γεννιέται μεγάλος αριθμός βακτηρίων, το περιβάλλον γι’ αυτά γίνεται δυσμενές, γιατί εξαντλούνται οι τροφές και επίσης δημιουργούνται οξέα που παράγουν τα ίδια, οπότε αρχίζει η καταστροφή τους.
Έχουν παρατηρηθεί στα βακτήρια και αμφιγονικά φαινόμενα, δηλαδή ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ δύο βακτηρίων ή μεταβίβαση γενετικού υλικού από ένα βακτήριο σε άλλο. Το φαινόμενο είναι σπάνιο και συμβαίνει έπειτα από πολλές γενιές μονογονικής αναπαραγωγής (βλ. και λ. αναπαραγωγή), αλλά μ’ αυτόν τον τρόπο ανανεώνονται γενετικά και αποκτούν νέες ιδιότητες για την καλύτερη επιβίωσή τους.
Επίσης όταν βρεθούν σε δύσκολες συνθήκες θερμοκρασίας, έλλειψη νερού ή τροφής σχηματίζουν ανθεκτικές μορφές, τα σπόρια. Περιβάλλονται δηλαδή από ένα παχύ ανθεκτικό περίβλημα, μέσα στο οποίο ζουν σε λανθάνουσα κατάσταση μέχρι να ξαναβρούν κατάλληλες συνθήκες. Τότε αποβάλλουν το περίβλημα και συνεχίζουν την αναπαραγωγή τους. Έχουν αναφερθεί σπόρια βακτηρίων που «βλάστησαν» ύστερα από 150.000 χρόνια.
Από άποψη διατροφής υπάρχουν βακτήρια αυτότροφα (φωτοαυτότροφα ή χημιοαυτότροφα) που παράγουν μόνα τους οργανικές ουσίες και ετερότροφα που τις παίρνουν έτοιμες από άλλους οργανισμούς. Τα ετερότροφα διακρίνονται σε αερόβια και αναερόβια, ανάλογα με το αν διασπούν τις οργανικές ουσίες παρουσία οξυγόνου ή χωρίς αυτό. Τα ετερότροφα επίσης διακρίνονται σε παράσιτα όταν τρέφονται από άλλους ζωντανούς οργανισμούς και σε σαπρόφυτα όταν τρώνε νεκρούς οργανισμούς.
Ζουν μεμονωμένα ή κατά αποικίες με μορφή αλυσίδων (στρεπτόκοκκοι) ή κατά μάζες (σταφυλόκοκκοι). Ορισμένα είδη συμβιώνουν με άλλους οργανισμούς (συμβιωτικά) με κοινή ωφέλεια.
Κατάταξη και περιγραφή των κυριότερων βακτηρίων. Υπάρχουν πολλά συστήματα κατάταξης των βακτηρίων, που διαφέρουν μεταξύ τους. Η συνεχής όμως μελέτη των βακτηρίων κυρίως με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, προσθέτει νέες γνώσεις για τη ζωή τους, ώστε κανένα από τα συστήματα να μη θεωρείται σήμερα πλήρες, να βασίζεται δηλαδή σε όλους τους βιολογικούς χαρακτήρες των βακτηρίων. Ο αριθμός των βακτηρίων είναι πολύ μεγάλος. Τα κυριότερα κατά ομάδες είναι τα εξής:
α) Κοκκοειδή. Στα παθογόνα κοκκοειδή ανήκουν οι στρεπτόκοκκοι των διάφορων μολυσματικών ασθενειών, οι σταφυλόκοκκοι, οι διπλόκοκκοι (ζουν ανά δύο) της πνευμονίας και οι σαρκίνες. Στα μη παθογόνα ανήκουν ο μικρόκοκκος της ουρίας, που αμμωνιοποιεί τα ούρα, ο νιτροσόκοκκος που μετατρέπει τα αμμωνιακά σε νιτρώδη άλατα και ο χροόκοκκος που οξειδώνει τις ενώσεις του άνθρακα.
β) Βακτηριοειδή. Στα παθογόνα ανήκουν τα βακτήρια του άνθρακα, της πανούκλας, της διφθερίτιδας, της λέπρας και άλλων ασθενειών και τα βακτήρια που προκαλούν εξογκώματα (καρκινώματα) στα φυτά και τα δέντρα. Στα μη παθογόνα ανήκουν τα οξειδωτικά βακτήρια, στα οποία οφείλεται η παραγωγή ξιδιού, της γιαούρτης, του φωσφορισμού, καθώς και το νιτροβακτηρίδιο που μετατρέπει τα νιτρώδη άλατα σε νιτρικά, δηλαδή πιο αφομοιώσιμα από τα φυτά.
γ) Βακιλοειδή. Στα παθογόνα ανήκουν τα βακτήρια του τετάνου, του τύφου και της αλλαντίασης. Στα μη παθογόνα ανήκουν τα βακτήρια που προκαλούν τη σήψη των φυτικών ουσιών και άλλα βακτήρια που αποταμιεύουν αζωτούχες ουσίες στις ρίζες των ψυχανθών.
δ) Σπειρυλλοειδή. Στα παθογόνα ανήκουν το σπειρύλλιο ή κόμμα της χολέρας, οι σπειροχαίτες της σύφιλης και του υπόστροφου πυρετού. Επίσης υπάρχουν και άλλα μη παθογόνα σπειρυλλοειδή.
ε) Ψευδομονάδες. Σ’ αυτές ανήκουν βακτήρια, κυρίως παθογόνα, που προκαλούν σοβαρές αρρώστιες στα φυτά, δηλαδή εξογκώματα στους βλαστούς, κηλιδώσεις στα φύλλα και κομμιώσεις στον κορμό των οπωροφόρων.
στ) Θειοβακτηρίδια και σιδηροβακτηρίδια. Είναι βακτήρια αυτότροφα που παράγουν αντίστοιχα θειάφι και σίδηρο και βρίσκονται τα πρώτα στις θερμοπηγές και τα δεύτερα πάνω σε σιδερένια αντικείμενα που βρίσκονται μέσα σε νερά.
ζ) Μυκοβακτήρια ή ακτινομύκητες. Ορισμένα από αυτά απέκτησαν μεγάλη σημασία, γιατί από αυτά παράγονται διάφορα αντιβιοτικά, όπως η ακτινομυκίνη και η χρυσομυκίνη.
Ιδιότητες των βακτηρίων και η σημασία τους. Η παρουσία των βακτηρίων στη φύση επιδρά με διάφορους τρόπους στην ισορροπία του έμβιου κόσμου. Η σημασία τους στη ζωή γενικά και ειδικότερα στην οικονομία του ανθρώπου είναι τεράστια.
α) Τα παθογόνα βακτήρια είναι τα αίτια που προκαλούν στον άνθρωπο πολλές αρρώστιες, από τις οποίες αρκετές έχουν τη μορφή σοβαρών επιδημιών. Οι αρρώστιες αυτές, εκτός από τη θνησιμότητα και τις ανίατες παθήσεις που προκαλούν, επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την οικονομία του ανθρώπου, επειδή τον παρεμποδίζουν για ορισμένα χρόνια της ζωής του από τις βιολογικές, παραγωγικές και άλλες δραστηριότητές του. Για να αντιμετωπιστούν οι ασθένειες, απασχολείται σημαντικό ποσοστό του πληθυσμού σε υπηρεσίες, οργανώσεις και ιδρύματα και ξοδεύονται τεράστια οικονομικά μέσα για την έρευνα, μελέτη, πρόληψη και θεραπεία τους. Τα παθογόνα βακτήρια προκαλούν επίσης σοβαρές αρρώστιες στα ζώα και στα φυτά, με αποτέλεσμα τη μείωση της ζωικής και φυτικής παραγωγής και τη δημιουργία μεγάλων οικονομικών, κοινωνικών και πολιτιστικών αναταραχών.
β) Αντίθετα, τα μη παθογόνα βακτήρια είναι πολύ χρήσιμα και απαραίτητα για τη ζωή, γιατί συμβάλλουν στον κύκλο της ύλης, δηλαδή στην αποσύνθεση των νεκρών οργανικών ουσιών, που προέρχονται από το ζωικό και φυτικό βασίλειο, στα ανόργανα συστατικά από τα οποία αποτελούνται. Αυτά πάλι χρησιμεύουν για την ανάπτυξη των φυτών, τα οποία αποτελούν βασικό στοιχείο εκτροφής των ζώων και του ανθρώπου. Επίσης, χάρη στις ενζυματικές ιδιότητες πολλών βακτηρίων, πραγματοποιείται η βιομηχανική μετατροπή (ζύμωση) μεγάλου αριθμού ζωικών και φυτικών πρώτων υλών για να γίνουν τροφές ή άλλα χρήσιμα προϊόντα για τον άνθρωπο, π.χ. παραγωγή του ψωμιού, τυριού, γιαούρτης, κρασιού, μπίρας, ξιδιού και άλλων βιομηχανικών προϊόντων, όπως τα δέρματα μετά την κατεργασία τους στα βυρσοδεψεία, οι φυτικές κλωστικές ίνες κτλ. Επίσης συμβάλλουν στους κύκλους της φύσης όπως στον κύκλο του άνθρακα, του αζώτου και του θείου. Η ανακύκλωση του αζώτου στη φύση οφείλεται αποκλειστικά στα βακτήρια.
Στον πεπτικό σωλήνα του ανθρώπου και των ζώων ζουν εκατομμύρια συμβιωτικά βακτήρια που συμβάλλουν στην άμυνα του οργανισμού απέναντι σε άλλα παθογόνα και στην παραγωγή κάποιων βιταμινών.
Εκτός από τη χρησιμοποίηση τους στην επιστημονική έρευνα και στην ιατρική για την παραγωγή αντιβιοτικών τα βακτήρια αποδείχθηκαν πολύτιμα και στους νεότερους κλάδους της βιοτεχνολογίας και της γενετικής μηχανικής για την παρασκευή μιας σειράς ουσιών χρήσιμων για τον άνθρωπο όπως βιταμίνες, ένζυμα, ορμόνες, αντισώματα κ.ά.
Η ανακάλυψη των βακτηρίων. Οφείλεται στις έρευνες για τους μικροοργανισμούς, που άρχισαν από το 17ο αι. και εξελίχτηκαν με την τελειοποίηση του μικροσκόπιου. Πατέρας της βακτηριολογίας θεωρείται ο Λουί Παστέρ, στον οποίο η ανθρωπότητα οφείλει τη μέθοδο συντήρησης των τροφίμων που λέγεται γι’ αυτό το λόγο «παστερίωση». Ο Παστέρ και άλλοι επιστήμονες ανακάλυψαν με τα πειράματά τους τη μέθοδο της ανοσοποίησης των οργανισμών για ορισμένες μολυσματικές ασθένειες (εμβολιασμοί), με την εισαγωγή σ’ αυτούς εξασθενημένων βακτηρίων από αυτά που τις προκαλούν.
Βακτηριοφάγος ή φάγος. Ιός ο οποίος παρασιτεί στα βακτήρια. Κάθε φάγος είναι εξειδικευμένος μόνο για έναν τύπο βακτηρίου. Οι φάγοι είναι συνήθως πολυπλοκότεροι από τους άλλους ιούς. Αποτελούνται από μια πολυεδρική πρωτεϊνική κεφαλή, μέσα στην οποία περιέχεται το νουκλεϊκό οξύ (DNA) του φάγου, και από μία ουρά, επίσης πρωτεϊνική, που καταλήγει σε νημάτια.
Ένας φάγος, όταν συναντήσει ένα βακτήριο της προτίμησής του, προσκολλάται με τα νημάτια της ουράς του πάνω στο βακτήριο και με τη βοήθεια ενός ενζύμου διαλύει το κυτταρικό του τοίχωμα. Από το σημείο εκείνο περνάει το νουκλεϊκό οξύ του φάγου μέσα στο βακτήριο και εκεί αρχίζει να αντιγράφεται χρησιμοποιώντας τα υλικά του βακτηρίου. Συγχρόνως δίνει εντολή και παράγονται μέσα στο βακτήριο οι πρωτεϊνικές κεφαλές, οι ουρές και τα νημάτια του φάγου και όλα αυτά συγκροτούνται σε νέους φάγους. Το βακτήριο καταστρέφεται (λύεται) και οι νέοι φάγοι (300 μέχρι και 1.000) απελευθερώνονται και είναι έτοιμοι να προσβάλουν άλλα βακτήρια. Η όλη διαδικασία διαρκεί μέχρι 30 λεπτά και λέγεται λυτικός κύκλος του φάγου.
Υπάρχει περίπτωση το DNA του φάγου να ενσωματωθεί στο DNA του βακτηρίου και να πολλαπλασιάζεται μαζί με αυτό. Τότε προκύπτουν γενιές βακτηρίων που περιέχουν το DNA του φάγου. Η κατάσταση αυτή λέγεται λυσιγονία, τα βακτήρια λυσιγονικά και ο φάγος ονομάζεται προφάγος. Μπορεί όμως σε κάποιο από τα λυσιγονικά βακτήρια να απελευθερωθεί το DNA του φάγου και να ολοκληρώσει το λυτικό του κύκλο καταστρέφοντας το βακτήριο. Εδώ υπάρχει περίπτωση οι νέοι φάγοι που θα προκύψουν να περιέχουν και τμήμα του βακτηριακού DNA (θραύσμα μεταγωγής), το οποίο με μια άλλη λυσιγονία να μεταφέρουν σε ένα άλλο βακτήριο. Στην περίπτωση αυτή έχουμε μεταφορά γενετικού υλικού από βακτήριο σε βακτήριο μέσω φάγου.
Οι φάγοι χρησιμοποιούνται στα πειράματα ταυτοποίησης βακτηρίων, στον έλεγχο παραγωγής προϊόντων μέσω βακτηρίων και στη γενετική μηχανική.
Βασεοφιλία. Η ιδιότητα του κυτταροπλάσματος ορισμένων κυττάρων να δεσμεύουν βασικές χρωστικές και να χρωματίζονται από αυτές. Τα κύτταρα με την ιδιότητα αυτή χαρακτηρίζονται ως βασεόφιλα. Σε αυτά ανήκει μια ομάδα πολυμορφοπύρηνων λευκοκυττάρων με λοβώδη ανώμαλο πυρήνα και κοκκία ανομοιόμορφα κατανεμημένα στο κυτταρόπλασμα. Τα βασεόφιλα αποτελούν μικρό μέρος του συνόλου των λευκοκυττάρων (0,5-1%).
Βασεόφιλα ή βασίφιλα λέγονται επίσης τα χρωμόφιλα κύτταρα του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης (αδενοϋπόφυσης), που βάφονται με βασικές χρωστικές. Ακόμη ως βασεοφιλία χαρακτηρίζεται η μονομερής αύξηση των βασεόφιλων κυττάρων του αίματος, η οποία παρατηρείται σε χρόνιες φλεγμονές στο στάδιο της αποδρομής της φλεγμονής.
Βένθος. Το σύνολο των φυτικών και ζωικών οργανισμών που ζουν στο βυθό των θαλασσών, λιμνών, ποταμών, δηλαδή των υδάτινων βιοτόπων.
Τα φυτά του βένθους των θαλασσών είναι κυρίως τα φύκη (φύκια), που ζουν στην ευφωτική ζώνη, δηλαδή σε βάθη όπου φτάνει το φως. Σε διαφορετικά βάθη αναπτύσσονται διαφορετικά είδη φυκιών που έχουν τις κατάλληλες φωτοχρωστικές για να απορροφούν τα μήκη κύματος της φωτεινής ακτινοβολίας που φτάνει ως εκεί (χλωρόφυτα, φαιόφυτα, ροδόφυτα).
Σε αμμώδεις βυθούς, συνήθως, συναντούμε και μονοκοτυλήδονα αγγειόσπερμα, όπως το γένος Ζωστήρας με τα ταινιοειδή φύλλα που, όταν νεκρώνονται, εκβράζονται από τα κύματα στις ακτές (αυτά που οι περισσότεροι αποκαλούμε φύκια, ενώ δεν είναι).
Από τα ζώα του βένθους των θαλασσών άλλα είναι προσκολλημένα στο βυθό και σχηματίζουν αποικίες, όπως τα σφουγγάρια και τα κοράλλια, και άλλα ζουν και κινούνται πάνω στο βυθό, όπως αχινοί, μαλάκια (μύδια, αχηβάδες κ.ά.), καρκινοειδή (γαρίδες, αστακοί, καβούρια). Τα ζώα του βένθους δεν περιορίζονται στην ευφωτική ζώνη, όπως τα φυτά, γιατί δεν είναι εξαρτημένα από το φως, αλλά ζουν και σε μεγαλύτερα βάθη. Αυτά τρέφονται με πλαγκτόν, άλλα μικρότερα ζώα ή με τη «βροχή ενέργειας» που φτάνει στο βυθό με τους νεκρούς οργανισμούς.
Στους βυθούς των λιμνών και των ποταμών συναντούμε άλλα είδη φυκιών και ζωικών οργανισμών, που είναι προσαρμοσμένα στα γλυκά νερά. Εδώ τα φυτά, αγγειόσπερμα και φύκη, δε ζουν σε μεγάλα βάθη αλλά στην καλά φωτιζόμενη ζώνη.
Βιοενεργητική. Κλάδος της βιολογίας που μελετά τη ροή και τις μετατροπές ενέργειας που συμβαίνουν στα κύτταρα, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα.
Το κύτταρο, και κατ’ επέκταση ο ζωντανός οργανισμός, χρειάζεται συνεχώς ενέργεια α) για να διατηρήσει σταθερή την εσωτερική του κατάσταση, ανεξάρτητα από τις μεταβολές του περιβάλλοντος (ομοιόσταση) και β) για να επιτελέσει τις λειτουργίες του, όπως ανάπτυξη, αναβολισμό, κίνηση, μεταφορά ουσιών, επικοινωνία με το περιβάλλον, αναπαραγωγή.
Βασική πηγή ενέργειας για τους οργανισμούς είναι η ηλιακή ενέργεια, την οποία δεσμεύουν τα φυτά και με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης τη μετατρέπουν σε χημική, την αποθηκεύουν στους υδατάνθρακες και τη χρησιμοποιούν κατάλληλα για να επιτελέσουν τις λειτουργίες τους.
Τους υδατάνθρακες χρησιμοποιούν επίσης ως κύρια πηγή ενέργειας και τα ζώα, τους οποίους προσλαμβάνουν από τα φυτά με την τροφή τους ή από τα φυτοφάγα ζώα. Η χημική ενέργεια που περιέχεται στους υδατάνθρακες απελευθερώνεται σταδιακά μέσα στα κύτταρα (ζωικά και φυτικά) με τις αντιδράσεις της κυτταρικής αναπνοής και δεσμεύεται προσωρινά και σε μικρές ποσότητες από ένα βοηθητικό μόριο, το ATP. Το ΑΤΡ είναι το ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων, το οποίο καταναλώνεται και αποδίδει την ενέργεια που περιέχει στις ενδόθερμες αντιδράσεις του μεταβολισμού. Έτσι, με τη σύζευξη εξώθερμων και ενδόθερμων αντιδράσεων εξασφαλίζεται η συνεχής ροή ενέργειας μέσα στα κύτταρα.
Από την ενέργεια που προσλαμβάνει ένας οργανισμός ένα μέρος καταναλώνεται στις αντιδράσεις του μεταβολισμού και στις λειτουργίες που προαναφέρθηκαν, ένα μέρος αποβάλλεται υπό μορφή θερμότητας και ένα μέρος αποθηκεύεται σε λίπη ή σε υδατάνθρακες.
Το κύτταρο θεωρείται η μηχανή με τη μεγαλύτερη απόδοση ενέργειας και τις λιγότερες απώλειες, γι’ αυτό και χρησιμεύει ως πρότυπο για την τεχνολογία και το σχεδιασμό συστημάτων πληροφορικής και επικοινωνίας.
Η βιοενεργητική μελετά επίσης τη μεταφορά ενέργειας μέσα στα οικοσυστήματα. Και εδώ η ενέργεια, όπως και η βιομάζα, μεταφέρεται μέσω της τροφής από τους παραγωγούς, τα φυτά, στους καταναλωτές, τα ζώα, και καταλήγει στους αποικοδομητές, που καταναλώνουν τη νεκρή οργανική ύλη και τη μετατρέπουν σε ανόργανη. Οι καταναλωτές διακρίνονται σε πρωτογενείς ή καταναλωτές πρώτης τάξεως, που είναι τα φυτοφάγα ζώα, σε καταναλωτές δεύτερης τάξεως, που είναι τα σαρκοφάγα που τρώνε φυτοφάγα, τρίτης τάξεως, αυτά που τρώνε καταναλωτές δεύτερης τάξεως κ.ο.κ.
Έχει υπολογιστεί ότι ένας οργανισμός για να αυξήσει το βάρος του κατά ένα κιλό καταναλώνει περίπου 10 κιλά τροφής. Με άλλα λόγια από κάθε τροφικό επίπεδο στο επόμενο μεταφέρεται μόνο το 10% περίπου της βιομάζας και της ενέργειας, ενώ το υπόλοιπο 90% χάνεται ως θερμότητα, περιττώματα κ.ά.
Θέλοντας λοιπόν να απεικονίσουμε την ποσότητα της ενέργειας που περνάει από ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο σχηματίζουμε μια τροφική πυραμίδα. Τη βάση των τροφικών πυραμίδων αποτελούν τα φυτά. Όσο μεγαλύτερη είναι η βάση της τροφικής πυραμίδας, δηλαδή τα διαθέσιμα φυτά του οικοσυστήματος, τόσο περισσότερα τροφικά επίπεδα μπορεί να συντηρήσει το οικοσύστημα. Τα χερσαία οικοσυστήματα μπορούν να συντηρήσουν μέχρι και πέντε τροφικά επίπεδα, ενώ τα υδάτινα μέχρι και οκτώ.
Η μελέτη της βιοενεργητικής στα οικοσυστήματα συνέβαλε στην κατανόηση των αιτίων που δημιουργούν ορισμένες διαταραχές της ισορροπίας τους. Τέτοιες επεμβάσεις που δημιουργούν διαταραχές στη ροή της βιομάζας και της ενέργειας είναι η προσθήκη οργανισμών από τον άνθρωπο σ’ ένα τροφικό επίπεδο (εμπλουτισμός) ή η αφαίρεση οργανισμών με το κυνήγι, τη χρήση φυτοφαρμάκων κ.ά.
Συγκεκριμένα, όταν σ’ ένα δάσος μειώνονται ξαφνικά οι αλεπούδες, αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα να υπεραυξηθούν (περίπου στο δεκαπλάσιο) τα ποντίκια που αποτελούν την κύρια τροφή της αλεπούς.
Η βιοενεργητική συνέβαλε επίσης στην κατανόηση του φαινομένου της βιοσυσσώρευσης, δηλαδή της συσσώρευσης τοξικών ουσιών που δε διασπώνται, π.χ. κάποιων εντομοκτόνων σε μεγάλες συγκεντρώσεις στους οργανισμούς που βρίσκονται στην κορυφή των τροφικών πυραμίδων. Τέτοιος οργανισμός είναι και ο άνθρωπος.
Γενετική. Κλάδος της βιολογίας που μελετά το φαινόμενο της κληρονομικότητας, δηλαδή της μεταβίβασης των χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων από τους γονείς στους απογόνους. Ο όρος γενετική προέρχεται από τη λέξη γένος που σημαίνει φύλο και καταγωγή.Το φαινόμενο αυτό, το ότι δηλαδή οι απόγονοι μοιάζουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά με τους γονείς, ήταν γνωστό από πολύ παλιά. Λαοί όπως οι Βαβυλώνιοι, οι Κινέζοι, οι Ινδιάνοι είχαν κάνει σχετικές παρατηρήσεις και προσπάθειες να πετύχουν καλύτερες ποικιλίες δημητριακών με διασταυρώσεις. Ερμηνείες του φαινομένου της κληρονομικότητας αποπειράθηκαν να δώσουν ο Ιπποκράτης και ο Αριστοτέλης.Πατέρας της γενετικής θεωρείται ο Αυστριακός φυσιοδίφης και μοναχός Γκρέγκορ Μέντελ (1822-1884), ο οποίος με τα περίφημα πειράματά του σε μοναστήρι στο Μπρνο της Μοραβίας διατύπωσε πρώτος τους νόμους της κληρονομικότητας.Ο Μέντελ πειραματίστηκε με το φυτό μοσχομπίζελο. Είχε την ιδιοφυή ιδέα να απομονώνει μια μια τις ιδιότητες του φυτού, π.χ. χρώμα σπερμάτων, μήκος μίσχου, θέση άνθους κτλ., και να μελετά τον τρόπο που κληρονομούνται από γενιά σε γενιά. Αφού δημιουργούσε στην αρχή «καθαρά», αμιγή στελέχη για μια ιδιότητα, δηλαδή στελέχη που, αν αυτογονιμοποιούνταν, θα έδιναν συνεχώς απογόνους με την ίδια ιδιότητα, στη συνέχεια έκανε πειραματικές διασταυρώσεις ανάμεσα σε αμιγή στελέχη με πράσινους σπόρους π.χ. και αμιγή στελέχη με κίτρινους σπόρους (πατρική γενεά Ρ). Οι απόγονοι της πατρικής γενεάς αποτελούσαν την πρώτη θυγατρική γενεά (F1), ενώ οι απόγονοι της F1 γενεάς αποτελούσαν τη δεύτερη θυγατρική γενεά (F2).
Έτσι διατύπωσε τον πρώτο νόμο, το νόμο της ομοιομορφίας, δηλαδή ότι οι απόγονοι της πρώτης θυγατρικής γενεάς παρουσιάζουν ομοιομορφία ως προς το γνώρισμα που μελετάμε. Σύμφωνα με το δεύτερο νόμο, του διαχωρισμού, οι απόγονοι της δεύτερης θυγατρικής γενεάς επανεμφανίζουν τα χαρακτηριστικά που κληρονόμησαν από την πατρική γενεά πάντα με συγκεκριμένες και σταθερές αναλογίες. Συγκεκριμένα, από τη διασταύρωση φυτών με πράσινα σπέρματα με φυτά με κίτρινα σπέρματα της πατρικής γενεάς όλοι οι απόγονοι της F1 γενεάς είχαν πάντοτε κίτρινα σπέρματα, ενώ από τη διασταύρωση μεταξύ των φυτών με κίτρινα σπέρματα της F1 γενεάς οι απόγονοι εμφάνιζαν κίτρινα και πράσινα σπέρματα πάντα σε αναλογία 3:1.Ο Μέντελ ονόμασε το χαρακτηριστικό κίτρινο χρώμα σπόρου «επικρατές», ενώ το πράσινο χρώμα «υπολειπόμενο», χωρίς να μπορεί να ερμηνεύσει το φαινόμενο της επικράτησης (βλ. και λ. γονίδιο).Τα πειράματα και οι διαπιστώσεις του Μέντελ είχαν μεγάλη απήχηση στις αρχές του 20ού αιώνα. Έκτοτε η εξέλιξη της γενετικής υπήρξε αλματώδης. Επιστήμονες, όπως οι Ντε Βρις, Τσέσμαρκ, Καστλ, Μόργκαν, Μπέιτσον κ.ά., ασχολήθηκαν συστηματικά με την κληρονομικότητα. Το 1944 οι Άβερι, Μακλέοντ και Μακάρτι δημοσίευσαν τα αποτελέσματα των ερευνών τους με τις οποίες διαπίστωσαν ότι το DNA (δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ), που βρίσκεται στον πυρήνα των κυττάρων, είναι ο φορέας της κληρονομικότητας. Διαπιστώθηκε ότι στο DNA υπάρχουν τα γονίδια που είναι οι μονάδες της κληρονομικότητας. Η γνώση γύρω από τη φύση και τη λειτουργία των γονιδίων επιβεβαίωσε και ερμήνευσε τους νόμους του Μέντελ.Η επιστήμη της γενετικής είχε αλματώδη εξέλιξη το δεύτερο μισό του 20ού αιώνα μετά την ανακάλυψη και της δομής του DNA. Δημιουργήθηκαν πολλοί επιμέρους κλάδοι ανάλογα με το αντικείμενο της μελέτης, όπως π.χ. Γενετική των Ιών, των Μικροβίων, των Μυκητών, των Φυτών, των Ζώων, του Ανθρώπου, που είναι κλάδοι εφαρμοσμένης γενετικής. Αντίστοιχα δημιουργήθηκαν θεωρητικοί κλάδοι βασικής έρευνας, όπως η Κυτταρογενετική, η Μοριακή Γενετική, η Γενετική πληθυσμών, η Βιοχημική Γενετική, η Εμβυολογική Γενετική, η Γενετική Μηχανική κ.ά.
Η έρευνα στη γενετική στηρίζεται κυρίως σε πειραματικές διασταυρώσεις που γίνονται σε πειραματόζωα, όπως είναι η μύγα Δροσόφιλα, το βακτήριο Εσερίχια Κόλι, τα ποντίκια κ.ά. ή σε παρατηρήσεις και στατιστικές μελέτες, αλλά και σε μελέτες στο κυτταρικό και μοριακό επίπεδο. Το μικροσκόπιο, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και ο υπολογιστής έδωσαν τεράστια ώθηση στην έρευνα, ώστε η γενετική μηχανική και οι εφαρμογές της στη βιοτεχνολογία μαζί με τη πληροφορική αλλάζουν την εικόνα της ανθρωπότητας.
Γενετικός κώδικας. Ο κώδικας ή η «γλώσσα» με την οποία επικοινωνεί το DNA με τα ριβοσώματα για το σχηματισμό των πρωτεϊνών του κυττάρου (βλ. λ. πρωτεϊνοσύνθεση). Σύμφωνα με το γενετικό κώδικα κάθε τριάδα (τριπλέτα) συνεχόμενων νουκλεοτιδίων στο DNA αντιστοιχεί σε ένα αμινοξύ. Έτσι η αλληλουχία των τριπλετών ενός γονιδίου προσδιορίζει την αλληλουχία των αμινοξέων της αντίστοιχης πρωτεΐνης που κωδικοποιεί το συγκεκριμένο γονίδιο. Διαπιστώθηκε λοιπόν ότι το γενετικό υλικό ή γονιδίωμα ενός οργανισμού περιέχει κωδικοποιημένες τις πληροφορίες για τη σύνθεση όλων των πρωτεϊνών του οργανισμού, δηλαδή όλες τις πληροφορίες για τη δομή και τις λειτουργίες του κάθε κυττάρου και όλου του οργανισμού.
Ο γενετικός κώδικας άρχισε να αποκρυπτογραφείται από το 1961. Έτσι σήμερα γνωρίζουμε ποιες τριπλέτες αντιστοιχούν σε ποια αμινοξέα (βλ. πίνακα). Υπάρχουν 64 διαφορετικές τριπλέτες (συνδυασμοί τεσσάρων βάσεων ανά τρεις) και 20 διαφορετικά αμινοξέα. Έτσι σε ένα αμινοξύ αντιστοιχούν παραπάνω από μία τριπλέτες, π.χ. το αμινοξύ σερίνη κωδικοποιείται από τις τριπλέτες UCU, UCC, UCA, UCG, AGU και AGC, ενώ το αμινοξύ φαινυλαλανίνη κωδικοποιείται από τις τριπλέτες UUU και UUC (τα γράμματα A, U, G, C συμβολίζουν τις τέσσερις βάσεις του m-RNA: αδενίνη, ουρακίλη, γουανίνη, κυτοσίνη). Οι τριπλέτες του m-RNA ονομάζονται και κωδικόνια.
Η ευελιξία του γενετικού κώδικα, δηλαδή το γεγονός ότι υπάρχουν περισσότερες από μία τριπλέτες που κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ, είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός για το κύτταρο, καθώς μειώνει τις πιθανότητες σχηματισμού μιας ελαττωματικής πρωτεΐνης σε περίπτωση σημειακής μετάλλαξης (βλ. λ. μεταλλάξεις), δηλαδή αντικατάστασης από λάθος μιας βάσης στο DNA από μια άλλη κατά την αντιγραφή ή τη μεταγραφή του.
Η τριπλέτα ή κωδικόνιο AUG βρέθηκε ότι αντιστοιχεί και στο μήνυμα «έναρξη της πρωτεϊνοσύνθεσης», ενώ κωδικοποιεί και το αμινοξύ μεθειονίνη. Τα κωδικόνια UAA, UAG και UGA δεν κωδικοποιούν κανένα αμινοξύ, αλλά βρέθηκε ότι αντιστοιχούν στο μήνυμα «λήξη» της πρωτεϊνοσύνθεσης.
Σημαντικό είναι ότι ο γενετικός κώδικας είναι κοινός σε όλους τους οργανισμούς από τα βακτήρια και τους ιούς μέχρι τον άνθρωπο. Έτσι σε βακτήρια στα οποία ενσωματώνουν ανθρώπινα γονίδια παράγονται οι αντίστοιχες ανθρώπινες πρωτεΐνες (βλ. λ. γενετική μηχανική).
Η καθολικότητα του γενετικού κώδικα είναι επίσης ένα στοιχείο που συνηγορεί υπέρ της κοινής προέλευσης των οργανισμών.
Γεννητικό (ή αναπαραγωγικό) σύστημα. Το σύστημα των οργάνων που χρησιμεύουν στη λειτουργία της αναπαραγωγής. Για τα ανώτερα θηλαστικά έχει επικρατήσει ο όρος γεννητικό σύστημα, ενώ για τους υπόλοιπους οργανισμούς ο όρος αναπαραγωγικό.
Στον άνθρωπο το γεννητικό σύστημα του άντρα περιλαμβάνει τους όρχεις, τους γεννητικούς πόρους, τους επικουρικούς αδένες και το πέος, ενώ το γεννητικό σύστημα της γυναίκας περιλαμβάνει τις ωοθήκες, τους ωαγωγούς, τη μήτρα, τον κόλπο και το αιδοίο. Το γεννητικό σύστημα βρίσκεται στον άντρα στο μπροστινό μέρος της πυέλου και στη γυναίκα στο κάτω μέρος και αποτελεί το πρωτεύον χαρακτηριστικό του φύλου.
Τα δευτερεύοντα χαρακτηριστικά του φύλου που εμφανίζονται κατά την εφηβεία με την επίδραση των αντίστοιχων ορμονών είναι για τον άντρα η τριχοφυΐα, η βαριά φωνή, η μεγαλύτερη ανάπτυξη του θώρακα έναντι της λεκάνης, ενώ για τη γυναίκα η ανάπτυξη μαστών και η διεύρυνση της λεκάνης.
Το γεννητικό σύστημα του άντρα. Οι δύο όρχεις είναι οι γεννητικοί αδένες του αρσενικού που παράγουν τα σπερματοζωάρια και εκκρίνουν τις ανδρικές ορμόνες, τα ανδρογόνα. Κατά την εμβρυϊκή ζωή οι όρχεις βρίσκονται μέσα στην κοιλιά του εμβρύου. Πριν από τη γέννηση κατεβαίνουν και εγκαθίστανται σε ένα δερματικό σάκο, το όσχεο. Αν δεν κατεβούν (κρυψορχία), πρέπει να αποκατασταθεί έγκαιρα η πάθηση, γιατί η υψηλή θερμοκρασία της κοιλιάς επηρεάζει αρνητικά τα σπερματοζωάρια.
Κάθε όρχης αποτελείται εξωτερικά από ένα ινώδες περίβλημα και εσωτερικά από πολυάριθμα σωληνάρια περιελιγμένα, τα σπερματικά σωληνάρια. Το μήκος των σπερματικών σωληναρίων σε ευθεία μπορεί να φτάσει σε κάθε όρχη τα 50 μ. Τα σπερματοζωάρια παράγονται στα επιθηλιακά κύτταρα των σπερματικών σωληναρίων με μια διαδικασία κυτταρικών διαιρέσεων από πρόδρομα γεννητικά κύτταρα, τα σπερματογόνια (βλ. λ. γαμετογένεση). Η παραγωγή τους αρχίζει κατά την εφηβεία με την επίδραση της θυλακιοτρόπου ορμόνης.
Ανάμεσα στα σπερματικά σωληνάρια υπάρχουν τα διάμεσα κύτταρα που παράγουν τις ανδρικές ορμόνες, κυριότερη από τις οποίες είναι η τεστοστερόνη. Μετά την παραγωγή της τα σπερματοζωάρια (βλ. λ. γαμέτες) μέσω των απαγωγών σωληναρίων μεταφέρονται στην επιδιδυμίδα, ένα σωληνοειδές όργανο, όπου αποθηκεύονται. Κατά την εκσπερμάτιση μεταφέρονται μέσα από ένα σωλήνα, το σπερματικό πόρο, στη σπερματοδόχο κύστη, από εκεί στην ουρήθρα, τον τελικό σωλήνα που βρίσκεται μέσα στο πέος, και από εκεί απελευθερώνονται. Στην πορεία τους τα σπερματοζωάρια αναμειγνύονται με τα εκκρίματα των σπερματοδόχων κύστεων και του προστάτη που χρησιμεύουν στη διατροφή και την κίνησή τους και σχηματίζουν ένα πυκνόρρευστο γαλακτώδες υγρό, το σπέρμα. Το σπέρμα περιέχει περισσότερα από 100 εκατομμύρια σπερματοζωάρια ανά κυβικό εκατοστό. Οι άντρες των οποίων το σπέρμα περιέχει λιγότερα από 25 εκατομμύρια σπερματοζωάρια ανά κυβικό εκατοστό σπέρματος είναι στείροι.
Το πέος είναι το όργανο στο οποίο καταλήγει το γεννητικό και το ουροποιητικό σύστημα στον άντρα. Χρησιμεύει στη συνουσία αλλά και στην ούρηση. Αποτελείται από τα δύο σηραγγώδη σώματα του πέους και το σηραγγώδες σώμα της ουρήθρας, που περιβάλλονται από ένα δερματικό περίβλημα, την πόσθη. Καταλήγει σε διογκωμένο άκρο, τη βάλανο. Τα σηραγγώδη σώματα του πέους κατά τη συνουσία γεμίζουν με αίμα και το καθιστούν σκληρό, μεγαλύτερο, θερμότερο (στύση). Κατά τη στύση, η ακροποσθία, δηλαδή το τμήμα της πόσθης που καλύπτει τη βάλανο, τραβιέται προς τα πίσω και αποκαλύπτει τη βάλανο. Όταν η ακροποσθία είναι στενή, η κατάσταση λέγεται φίμωση και αποκαθίσταται με περιτομή, δηλαδή αφαίρεσή της.
Η λειτουργία του γεννητικού συστήματος του άντρα ελέγχεται από το νευρικό σύστημα, από ορμόνες που εκκρίνονται από τον υποθάλαμο και την υπόφυση και από τις ανδρικές ορμόνες.
Το γεννητικό σύστημα της γυναίκας. Παρουσιάζει περιοδικές μεταβολές σε αντίθεση με του άντρα που η λειτουργία του είναι συνεχής. Οι ωοθήκες της γυναίκας παράγουν τα ωάρια (βλ. λ. γαμετογένεση) καθώς και τις γυναικείες ορμόνες, τα οιστρογόνα και την προγεστερόνη. Κάθε ωοθήκη έχει σχήμα αμυγδάλου και περιέχει 200.000 περίπου ωοθυλάκια, καθένα από τα οποία περιέχει ένα αδιαφοροποίητο ωάριο. Από την εφηβεία και μετά κάθε 28 περίπου μέρες ένα αδιαφοροποίητο ωάριο (εναλλάξ από κάθε ωοθήκη) εξελίσσεται σε ώριμο ωάριο. Γύρω στη 14η μέρα του κύκλου το ωοθυλάκιο σπάζει (ωοθυλακιορρηξία) και απελευθερώνεται το ώριμο ωάριο, που είναι το μεγαλύτερο κύτταρο του ανθρώπινου σώματος (βλ. λ. γαμέτες). Τα επιθηλιακά κύτταρα του ωοθυλακίου πολλαπλασιάζονται και σχηματίζουν το ωχρό σωμάτιο που εκκρίνει την προγεστερόνη. Το ώριμο ωάριο προχωρεί στον ωαγωγό ή σάλπιγγα. Κατά την πορεία του, που γίνεται παθητικά με συσπάσεις των τοιχωμάτων του ωαγωγού, αν συναντήσει σπερματοζωάρια και γονιμοποιηθεί, εγκαθίσταται στα τοιχώματα της μήτρας και εξελίσσεται σε έμβρυο. Αν δε γονιμοποιηθεί, δυο εβδομάδες περίπου μετά την ωοθυλακιορρηξία, αποβάλλεται μαζί με αίμα, βλέννα και κύτταρα από τα τοιχώματα της μήτρας, φαινόμενο που ονομάζεται έμμηνη ρύση ή περίοδος και διαρκεί 4-5 μέρες.
Η πρώτη μέρα της έμμηνης ρύσης είναι και η πρώτη μέρα του εμμηνορρυσιακού κύκλου, του οποίου ή διάρκεια διαφέρει από γυναίκα σε γυναίκα αλλά επηρεάζεται και από άλλους εξωγενείς περιβαλλοντικούς (ασθένεια κτλ.) ή ψυχολογικούς παράγοντες.
Ο εμμηνορρυσιακός κύκλος πρωτοεμφανίζεται στην ηλικία των 12 έως 15 ετών και σταματά στην ηλικία των 40-50 ετών (εμμηνόπαυση), αφού προηγηθεί μια περίοδος μειωμένης παραγωγής ωαρίων (κλιμακτήριος). Αντίθετα, η γονιμότητα του άντρα δε σταματά σε μια συγκεκριμένη ηλικία. Ωστόσο και στη γυναίκα η σεξουαλική δραστηριότητα συνεχίζεται και μετά την εμμηνόπαυση.
Η μήτρα είναι το όργανο το οποίο δέχεται, τροφοδοτεί το έμβρυο και το εξωθεί κατά τον τοκετό. Έχει σχήμα ανεστραμμένου αχλαδιού και βρίσκεται στη μικρή λεκάνη ανάμεσα στην ουροδόχο κύστη και στο ορθό. Το κάτω στενότερο μέρος της μήτρας λέγεται τράχηλος και καταλήγει στον κόλπο, έναν μυώδη σωλήνα που δέχεται το πέος κατά τη συνουσία. Η είσοδος του κόλπου φράσσεται από μια μεμβράνη, τον παρθενικό υμένα, ο οποίος αφήνει μια περιοχή ελεύθερη για να διέρχεται η έμμηνη ρύση. Ο παρθενικός υμένας σπάζει κατά την πρώτη συνουσία. Ο κόλπος καταλήγει στο εξωτερικό γεννητικό όργανο της γυναίκας, το αιδοίο, στο οποίο καταλήγει και η ουρήθρα που εκβάλλει μπροστά από το στόμιο του κόλπου. Το αιδοίο αποτελείται από τα μεγάλα εξωτερικά και τα μικρά εσωτερικά χείλη, από την κλειτορίδα στο εμπρός και επάνω μέρος και από αδένες που εκκρίνουν υγρό κατά τη σεξουαλική επαφή για να διευκολύνεται η είσοδος του πέους.
Η ανάπτυξη των γεννητικών οργάνων και επομένως ο προσδιορισμός του φύλου του ανθρώπου καθορίζεται από το ζεύγος των φυλετικών χρωμοσωμάτων (ΧΧ γονότυπος θηλυκού, ΧΥ γονότυπος αρσενικού), καθώς και από την επίδραση τον ορμονών (βλ. λλ. φύλο, χρωμόσωμα).
Τα γεννητικά όργανα αναπτύσσονται και διαφοροποιούνται κατά τη διάρκεια της ενδομήτριας ζωής του εμβρύου.
Οι όρχεις και οι ωοθήκες αναπτύσσονται από τις αδιαφοροποίητες γονάδες που στον άνθρωπο εμφανίζονται στο έμβρυο στην 4η εβδομάδα της εγκυμοσύνης.
Αυτή η αδιαφοροποίητη γονάδα έχει ένα μυελό και ένα φλοιό. Σε παρουσία ενός Υ χρωματοσώματος (στα αρσενικά άτομα) ο μυελός αυτής της δομής περικλείεται μέσα σε έναν όρχη και ο φλοιός ατροφεί. Σε παρουσία δύο Χ χρωματοσωμάτων (στα θηλυκά άτομα) ο φλοιός διαφοροποιείται σε μια ωοθήκη και ο μυελός ατροφεί.
Τα έσω γεννητικά όργανα επίσης αναπτύσσονται από διαφορετικές πρωτογενείς δομές που προσωρινά συνυπάρχουν στα έμβρυα και των δύο φύλων. Στον άντρα οι πόροι του Wolf σχηματίζουν το σπερματικό πόρο, τις σπερματοδόχες κύστες και την επιδιδυμίδα και ατροφούν οι πόροι του Muller. Στη γυναίκα οι πόροι του Muller ενώνονται και σχηματίζουν τις σάλπιγγες, τη μήτρα και τα άνω 2/3 του κόλπου και ατροφούν οι πόροι του Wolf.
Η ανάπτυξη των πόρων του Wolf και η ατροφία των πόρων του Muller στον άνδρα απαιτούν την ύπαρξη μιας ουσίας γνωστής ως M.I.F (Mullerian Inhibitor Factor = ανασταλτικός παράγοντας των πόρων του Muller). Έτσι, απουσία αυτού του παράγοντα (του M.I.F.) δίνει ταυτόχρονη ανάπτυξη και των πόρων του Wolf και των πόρων του Muller καταλήγοντας σε μια μορφή ερμαφροδιτισμού. Κάτι αντίστοιχο δε συμβαίνει στη γυναίκα, δεν υπάρχει δηλαδή κάποιος ειδικός παράγοντας που να προκαλεί ατροφία των πόρων του Wolf (ανδρικοί πόροι).
Το τρίτο στάδιο της ανάπτυξης, η διαφοροποίηση των έξω γεννητικών οργάνων περιλαμβάνει ανάπτυξη από πρωτογενείς δομές κοινές επίσης και στα δύο φύλα. Στη γυναίκα οι γεννητικές πτυχές γίνονται τα μικρά χείλη του αιδοίου, τα γεννητικά ογκώματα γίνονται τα μεγάλα χείλη του αιδοίου και το γεννητικό φύμα γίνεται η κλειτορίδα. Ενώ στον άνδρα κάτω από την επίδραση των ανδρογόνων αναπτύσσονται το πέος, η πόσθη του πέους και το όσχεο. Αποτυχία των γεννητικών πτυχών να ενωθούν σωστά, στον άνδρα καταλήγει σε υποσπαδία. Έτσι, στον άνδρα η ανάπτυξη των εσωτερικών και των εξωτερικών γεννητικών οργάνων απαιτεί θετική επιρροή από το M.I.F. και από τα ανδρογόνα, αλλιώς ακολουθεί ανάπτυξη θηλυκού προτύπου.
Το τελικό στάδιο σεξουαλικής ανάπτυξης είναι η εφηβεία, όταν αυξάνεται η παραγωγή γοναδοτροπινών από την υπόφυση και εμφανίζονται τα δευτερεύοντα χαρακτηριστικά του φύλου.
Γονιδίωμα ή γένωμα. Το σύνολο των γονιδίων ενός οργανισμού (βλ. λ. γονίδιο). Τα γονίδια είναι τμήματα του DNA που φέρουν πληροφορίες, οι οποίες καθορίζουν τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες και τις λειτουργίες ενός οργανισμού.
Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιλαμβάνει 30-40 χιλιάδες γονίδια. Οι επιστήμονες έχουν ολοκληρώσει την αποκρυπτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, δηλαδή γνωρίζουν για κάθε γονίδιο τι πληροφορίες περιέχει και ποια πρωτεΐνη κωδικοποιεί. Μια πρώτη διαπίστωση είναι ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα ελάχιστα διαφέρει από αυτό των θηλαστικών και ιδιαίτερα των πιθήκων, ενώ δεν υπάρχουν διαφορές ανάμεσα στις ανθρώπινες φυλές.
Η αποκρυπτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος ανοίγει το δρόμο για τον εντοπισμό των «ελαττωματικών» γονιδίων ενός ανθρώπου και επομένως για τη διάγνωση κάποιων ασθενειών ή για τον εντοπισμό της προδιάθεσης ενός ατόμου για κάποιες ασθένειες. Φυσικά πρέπει να μελετηθούν πολλά ακόμη στοιχεία, όπως η αλληλεπίδραση των γονιδίων μεταξύ τους και η επίδραση του περιβάλλοντος στην έκφραση των γονιδίων. Ωστόσο κάποια από τα επόμενα βήματα της ιατρικής για τη θεραπεία ασθενειών θα είναι η παραγωγή «φαρμάκων»-πρωτεϊνών που λείπουν από κάποιους ανθρώπους, καθώς και η γονιδιακή θεραπεία, δηλαδή η αντικατάσταση ελαττωματικών γονιδίων από φυσιολογικά.
Στη χρησιμοποίηση των πληροφοριών από την εικόνα του γονιδιώματος ενός ανθρώπου δε συναινούν όλοι οι επιστήμονες, καθώς η επέμβαση σε αυτό θέτει ηθικά και κοινωνικά ζητήματα. Η προδιάθεση, για παράδειγμα, ενός ατόμου για κάποιες ασθένειες μπορεί να αποτελέσει στοιχείο περιθωριοποίησης ή αποκλεισμού του από κάποια εργασία κτλ. Όλα αυτά τα ζητήματα απαιτούν τη θέσπιση κάποιων «νόμων» ή κανόνων που θα καθορίζουν τη διαχείριση του ανθρώπινου γονιδιώματος. (Βλ. και λ. βιοηθική).
Γονίδιο. Ένα τμήμα του DNA (δεσοξυριβονουκλεϊνικού οξέος), που φέρει τις πληροφορίες για τη σύνθεση μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας.
Αρχικά θεωρήθηκε ότι κάθε γονίδιο ελέγχει τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης και επομένως ότι είναι υπεύθυνο για την εκδήλωση μιας ιδιότητας του οργανισμού που το έχει. Αργότερα διαπιστώθηκε ότι μια πρωτεΐνη μπορεί να αποτελείται από μία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες και επομένως η σύνθεσή της να ελέγχεται από ένα ή περισσότερα γονίδια. Επομένως μια ιδιότητα ενός οργανισμού ελέγχεται από ένα ή περισσότερα γονίδια που εδράζονται στο DNA του.
Η αλληλουχία των αμινοξέων μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας μιας πρωτεΐνης προσδιορίζεται από την αλληλουχία των τριπλετών (τριάδων νουκλεοτιδίων) στο αντίστοιχο γονίδιο (βλ. λλ. γενετικός κώδικας, πρωτεϊνοσύνθεση).
Γονίδια τα οποία ελέγχουν την ίδια ιδιότητα, π.χ. χρώμα άνθους, αλλά με διαφορετικό τρόπο (π.χ. κόκκινο, κίτρινο, μπλε άνθος) και προέρχονται συνήθως από ένα αρχικό που έχει υποστεί τροποποίηση (μετάλλαξη) ονομάζονται αλληλόμορφα (πολλαπλά αλληλόμορφα). Τα αλληλόμορφα γονίδια καταλαμβάνουν την ίδια θέση σε ένα συγκεκριμένο χρωμόσωμα. Κάθε άτομο με διπλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων φέρει για την ίδια ιδιότητα δύο αλληλόμορφα γονίδια στις αντίστοιχες θέσεις των δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων. Το ένα αλληλόμορφο προέρχεται από το πατρικό άτομο και το άλλο από το μητρικό. Ο συνδυασμός των γονιδίων αποτελεί το γονότυπο του ατόμου, ενώ η εκδήλωση του γονότυπου αποτελεί το φαινότυπο του ατόμου για ένα γνώρισμα.
Αν δύο αλληλόμορφα γονίδια σε ένα άτομο ελέγχουν το μαύρο και το άσπρο χρώμα ενός οργάνου αντίστοιχα και το άτομο εμφανίσει άσπρες και μαύρες κηλίδες, τότε τα γονίδια χαρακτηρίζονται ισοεπικρατή· αν το άτομο εμφανίσει γκρι χρώμα (ενδιάμεσο), τότε τα γονίδια χαρακτηρίζονται ενδιάμεσα· αν εμφανίσει μαύρο χρώμα, τότε το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για το μαύρο χρώμα χαρακτηρίζεται ως επικρατές και αυτό που είναι υπεύθυνο για το άσπρο ως υπολειπόμενο (βλ. λ. γενετική).
Υπάρχουν γονίδια που ελέγχουν τη δράση άλλων γονιδίων (ρυθμιστικά), γονίδια που σταματούν τη δράση άλλων (επιστατικά), γονίδια που δέχονται την επίδραση των επιστατικών (υποστατικά) κ.ά. Υπάρχουν επίσης γονίδια που η εκδήλωσή τους επηρεάζεται από το φύλο όπως τα φυλοσύνδετα, τα φυλοπεριορισμένα, τα φυλοεπηρεαζόμενα, τα ολανδρικά, καθώς και γονίδια που ανάλογα με τη δράση τους χαρακτηρίζονται ως θνησιγόνα, συμβάλλοντα ή προσθετικά κτλ.
Η δράση των γονιδίων επηρεάζεται και από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η τροφή, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος κ.ά. Επίσης όλα τα γονίδια δεν εκφράζονται συνεχώς και σε όλα τα κύτταρα, αλλά όταν, όπου και όσες φορές χρειάζεται το κύτταρο ή ο οργανισμός να συνθέσει μια πρωτεΐνη.
Η γέννηση, η ανάπτυξη, η διαμόρφωση των χαρακτήρων και οι λειτουργίες κάθε οργανισμού είναι αποτέλεσμα μιας πολύπλοκης, αλλά συνήθως αρμονικής και θαυμαστής, συνεργασίας των γονιδίων του και του περιβάλλοντος.
Ένζυμα. Ουσίες πρωτεϊνικής φύσης γνωστές ως βιοκαταλύτες, δηλαδή ενώσεις που καταλύουν τις βιολογικές αντιδράσεις. Ο όρος ένζυμα επικράτησε γιατί οι βιοκαταλύτες που μελετήθηκαν για πρώτη φορά συστηματικά βρέθηκαν μέσα στη ζύμη, ενώ γνωστή είναι και η ονομασία φυράματα, καθώς οι βιοκαταλύτες συνδέονται με το φαινόμενο της ζωής όλων γενικά των κυττάρων (φυτικών και ζωικών). Η δράση των φυραμάτων ονομάζεται φυραματική δράση.
Τα ένζυμα βρίσκονται σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και η δράση τους συνδέεται με κάθε χημική μεταβολή που γίνεται σε αυτούς. Με τα ένζυμα γίνονται οι ζυμώσεις, που είναι διασπάσεις πολυσύνθετων οργανικών υλών σε άλλες απλούστερες. Για παράδειγμα η αλκοολική ζύμωση γίνεται με τη δράση της ζυμάσης που είναι ένα είδος ενζύμου.
Ο όρος ένζυμο προέκυψε από τις παρατηρήσεις που έγιναν στο φαινόμενο της αλκοολικής ζύμωσης, που, εμπειρικά, είχε παρατηρηθεί από πολλούς αιώνες πριν. Οι πρώτες επιστημονικές έρευνες άρχισαν το 18ο αι. και το 1796 ο Lowitz πήρε καθαρή αλκοόλη από αλκοολούχα ποτά. Την ίδια εποχή ο Σουάν ανακαλύπτει ότι η ζύμωση προκαλείται από ειδικό μύκητα. Το 1850 ο Παστέρ αποδεικνύει πως ο ζυμομύκητας προέρχεται από τον αέρα, αλλά το 1897 ο Μπούχνερ αποδεικνύει πως η ζύμωση δεν οφείλεται στο ζυμομύκητα. Για το σκοπό αυτό επεξεργάστηκε ζύμη με καθαρή άμμο μέχρις ότου καταστραφούν τελείως τα κύτταρα. Τον πολτό που προέκυψε τον πίεσε σε υδραυλικό πιεστήριο και πήρε διαυγή οπό (χυμό), που δεν περιείχε ζωντανά κύτταρα, με τον οποίο προκάλεσε αλκοολική ζύμωση.
Τα ένζυμα από χημική άποψη ανήκουν στις πρωτεΐνες, μπορεί όμως να είναι ενωμένα και με άλλες ουσίες μη πρωτεϊνικής φύσης. Χαρακτηριστικό τους είναι ότι επιταχύνουν τις αντιδράσεις στα κύτταρα χωρίς να αυξηθεί η θερμοκρασία του κυττάρου, με ελάττωση της ενέργειας ενεργοποίησης των ουσιών που αντιδρούν. Στο τέλος της αντίδρασης τα ένζυμα παραμένουν αναλλοίωτα και έτσι μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές φορές για την κατάλυση της ίδιας αντίδρασης. Εμφανίζονται σε πολύ μικρές ποσότητες μέσα στα κύτταρα και παρουσιάζουν εξειδίκευση στις αντιδράσεις που καταλύουν.
Τα ένζυμα για να δράσουν, πολλές φορές χρειάζονται ένα πρόσθετο μη πρωτεϊνικό τμήμα το οποίο μπορεί να είναι μεταλλικό ιόν ή οργανικό μόριο και έχει την ονομασία συνένζυμο. Η ενζυμική πρωτεΐνη χωρίς το συνένζυμο λέγεται αποένζυμο, ενώ το αποένζυμο μαζί με το συνένζυμο αποτελούν το ολοένζυμο.
Δράση ενζύμων. Οι ουσίες που αλλοιώνονται χημικά από τη δράση των ενζύμων
λέγονται υποστρώματα (S). Για τη μετατροπή ενός υποστρώματος (S) σε προϊόν (P) μεσολαβεί μια ενδιάμεση κατάσταση υψηλής ενέργειας. Το κατάλληλο ένζυμο ελαττώνει την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για να φτάσει το υπόστρωμα στην ενδιάμεση κατάσταση επιταχύνοντας με τον τρόπο αυτό τη συγκεκριμένη αντίδραση, ενώ το ίδιο παραμένει αναλλοίωτο.
Η σύνδεση του υποστρώματος στο ένζυμο για τη δημιουργία του συμπλόκου ΕS γίνεται σε συγκεκριμένη, ειδικά διαμορφωμένη, περιοχή του ενζύμου που ονομάζεται ενεργό κέντρο. Γνωστό είναι το μοντέλο κλειδιού-κλειδαριάς που παρουσιάστηκε από τον Ε. Φίσερ το 1899 για την εξήγηση της παραπάνω δράσης. Σύμφωνα με αυτό, το σχήμα του ενεργού κέντρου του ενζύμου είναι συμπληρωματικό ως προς αυτό του υποστρώματος. Το 1958 ο Ντ. Ε. Κόσλαντ πρότεινε το μοντέλο επαγόμενης προσαρμογής κατά το οποίο το σχήμα του ενεργού κέντρου διαμορφώνεται κατάλληλα μετά την πρόσδεση του υποστρώματος.
Καθαρισμός ενζύμων-εφαρμογές. Ο καθαρισμός και ο εμπλουτισμός των ενζύμων γίνεται με διάφορους διαλύτες, με διαπίδυση, καθίζηση και κυρίως με την προσρόφησή τους σε κατάλληλα μέσα.
Η αλματώδης ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας φέρνει στο φως πολλές εφαρμογές των ενζύμων στην καθημερινή ζωή, στη βιομηχανία, το εμπόριο, την ιατρική. Γνωστή είναι η χρήση τους στην παραγωγή απορρυπαντικών για την απομάκρυνση λεκέδων, στη βιομηχανία γάλακτος για την ωρίμανση του τυριού, στη βιομηχανία χαρτιού για την παρασκευή χαρτιού περιτυλίγματος, τη ζαχαροπλαστική για την παρασκευή σιροπιού σοκολάτας. Ένζυμα από κριθάρι χρησιμοποιούνται στη ζυθοποιία για την παραγωγή μπίρας, ενώ άλλα είδη τους βρίσκουν εφαρμογή σε οπτικά είδη ως συστατικά διαλυμάτων καθαρισμού φακών επαφής.
Η διαρκής μελέτη του πεδίου εφαρμογών των ενζύμων συνεχίζει να αποκαλύπτει νέες ενδιαφέρουσες χρήσεις τους.
Ιός.Οργανισμός που ζει παρασιτικά και αναπαράγεται μόνο μέσα σε ζωντανά κύτταρα. Οι ιοί είναι υπεύθυνοι για την πρόκληση σημαντικών παθήσεων στον άνθρωπο, π.χ. γρίπη, πολιομυελίτιδα, ευλογιά, κίτρινος πυρετός, ιλαρά, παρωτίτιδα κ.ά. Προσβάλλουν όμως εκτός από τον άνθρωπο, ζώα, φυτά και βακτήρια και προκαλούν λοιμώξεις, τις λεγόμενες ιώσεις.
Οι ιοί είναι οι μικρότεροι ζωντανοί οργανισμοί που είναι γνωστοί στον άνθρωπο. Στα τέλη του 19ου αι. ανακαλύφθηκε ότι προκαλούν ασθένειες, αλλά οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να παρατηρήσουν τη δομή τους παρά μόνο πολύ πρόσφατα. Είναι πολύ μικροί για να είναι ορατοί με συνηθισμένα μικροσκόπια, έτσι χρειάστηκε η κατασκευή του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου στις αρχές της δεκαετίας του 1940, για να αποκαλυφθούν οι λεπτομέρειές τους.
Το μέγεθός τους ποικίλλει περίπου από 20 ως 250 νανόμετρα (nm). Ένα nm είναι ένα εκατομμυριοστό του χιλιοστόμετρου (1nm=10-9 m). Ένας τυπικός ιός έχει μέγεθος 100 νανόμετρα, που σημαίνει ότι είναι σχεδόν 50 φορές μικρότερος από ένα βακτήριο. Περίπου 10.000.000.000 ιοί μπορούν να χωρέσουν στο κεφάλι μιας καρφίτσας. Μπορούν να περάσουν από τους πόρους των ηθμών που παρακρατούν τα μικρόβια· γι’ αυτό ονομάστηκαν διηθητοί ιοί.
Εμφανίζονται σε μια ποικιλία σχημάτων: μερικοί είναι σαν απλά επιμήκη ελατήρια, άλλοι, όπως ο ιός του AIDS, είναι πρισματοειδείς, αλλά γενικά είναι σφαιρικοί· λίγοι, όπως ο ιός της σύφιλης, είναι πολύ πιο σύνθετοι.
Στη δομή τους οι ιοί είναι απλούστεροι από οποιονδήποτε άλλο ζωντανό οργανισμό. Αποτελούνται από ένα ελικοειδές τμήμα νουκλεϊνικού οξέος, είτε DNA (δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ) είτε RNA (ριβονουκλεϊνικό οξύ). Αυτό σχηματίζει τον πυρήνα, ο οποίος περιβάλλεται από ένα συμμετρικό περίβλημα πρωτεϊνών, που ονομάζεται καψίδιο. Παρόμοια με τους ιούς του έρπητα, ο ιός του AIDS περιβάλλεται από ένα επιπλέον κάλυμμα. Αυτό σχηματίζεται από τη μεμβράνη του ζωντανού κυττάρου του σώματος μέσα στο οποίο πολλαπλασιάζεται ο ιός.
Οι ιοί είναι εντελώς παρασιτικοί και μπορούν να αναπαραχθούν μόνο μέσα στα κύτταρα άλλων ζωντανών οργανισμών. Ο κύκλος ζωής τους είναι αξιοσημείωτος και μας βοηθάει να εξηγήσουμε γιατί έχουν τόσο καταστροφικά αποτελέσματα: 1. Ο ιός προσκολλάται στην επιφάνεια ενός σωματικού κυττάρου. 2. Ο ιός εισβάλλει στο κύτταρο ή ολόκληρος ή μόνο το νουκλεϊκό οξύ του. 3. Ο ιός καταλαμβάνει και καταστρέφει το κύτταρο, χρησιμοποιώντας το για να αναπαραγάγει εκατοντάδες έως χιλιάδες καινούριους ιούς. 4. Οι ώριμοι ιοί απελευθερώνονται, έτοιμοι να μολύνουν και να καταστρέψουν άλλα σωματικά κύτταρα ή άλλα βακτήρια.
Μερικοί ιοί αναπαράγονται γρήγορα, ενώ άλλοι παραμένουν αδρανείς μέσα στα κύτταρα για χρόνια, αναπαραγόμενοι μόνο όταν αντιμετωπίσουν ανώμαλες και ξαφνικές αλλαγές συνθηκών. Οι διάφοροι τύποι ιών δεν προσβάλλουν όλοι τα ίδια ζωντανά κύτταρα. Ο κοινός ιός του κρυολογήματος, για παράδειγμα, προσβάλλει μόνο τα επιθηλιακά κύτταρα της μύτης και του λαιμού. Ο ιός του AIDS προσβάλλει ορισμένα λευκά αιμοσφαίρια και μερικούς νευρικούς ιστούς. Το γεγονός ότι οι ιοί είναι παρασιτικοί και ζουν μέσα στα κύτταρα οργανισμών που τους φιλοξενούν κάνει πολύ δύσκολη την αντιμετώπισή τους, αφού το σώμα κανονικά δεν αντιδρά για να καταστρέψει τα ίδια του τα κύτταρα.
Ο πρώτος ιός που ανακαλύφτηκε ήταν της μωσαϊκής νόσου των φύλλων του καπνού. Το 1892 απομονώθηκε από το Ρώσο Ιβανόφσκι. Το 1898 ο Λόφλερ και ο Φροσκ απέδειξαν ότι ο αφθώδης πυρετός οφείλεται σε διηθητό ιό, ενώ το 1900 ο Βάλτερ Ριντ ανακάλυψε τον ιό του κίτρινου πυρετού. Λίγο αργότερα ανακαλύφτηκαν ορισμένοι ιοί, οι οποίοι έχουν ιδιότητες μικροβιοκτόνες, γι’ αυτό και ονομάστηκαν βακτηριοφάγοι. Η ανακάλυψη έγινε από τον Τουόρτ το 1916 και τον Ντε Ερέλ το 1917, ενώ στη συνέχεια ανακαλύφτηκε ένα μεγάλο πλήθος ιών.
Παρεμβολή του ιού. Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο, όταν ένας ιός προσβάλει μια ομάδα κυττάρων, κανένας άλλος ιός δεν μπορεί να προσβάλει αυτή την ομάδα. Δηλαδή, ο ιός αυτός δεν επιτρέπει σε κανένα άλλο είδος ιού να μπει στην περιοχή του. Το φαινόμενο αυτό παρατήρησαν οι Φίντλεϊ και Μάκ Κάλουμ το 1937 σε πιθήκους, στους οποίους είχαν προκαλέσει πειραματικά λοίμωξη με τον ιό της κοιλάδας του Ριφτ. Διαπίστωσαν ότι οι πίθηκοι αυτοί δεν αρρώσταιναν από κίτρινο πυρετό. Λίγο αργότερα ο Άιζακς και οι συνεργάτες του (το 1957) απομόνωσαν την ουσία που προκαλεί το φαινόμενο αυτό και την ονόμασαν ιντερφερόνη.
Ταξινόμηση των ιών. Ανάλογα με το είδος του ξενιστή διακρίνουμε τους ιούς σε τρεις κατηγορίες: α) ζωικούς ιούς, β) φυτικούς ιούς, γ) βακτηριοφάγους. Παρ’ όλα αυτά πιο χρήσιμη αποδείχθηκε η ταξινόμηση των ιών με βάση το νουκλεϊκό οξύ που περιέχουν. Διακρίνονται τότε σε δύο ομάδες: α) ιοί που περιέχουν DNA και β) ιοί που περιέχουν RNA.
Ανοσία απέναντι στους ιούς. Όταν οι ιοί κατορθώσουν να μπουν στον οργανισμό του ανθρώπου, εκτός από την ιντερφερόνη, ο οργανισμός σχηματίζει και αντισώματα, τα οποία είναι εξειδικευμένα στην αντιμετώπιση του συγκεκριμένου ιού. Σε αντίθεση δηλαδή με την ιντερφερόνη, που είναι πάντα η ίδια και δρα εναντίον οποιουδήποτε είδους ιού, τα αντισώματα παρουσιάζουν ειδική δράση για κάθε είδος ιού.
Η ανοσία του οργανισμού απέναντι στους ιούς άλλοτε είναι πλήρης και άλλοτε μερική. Γενικά, είναι ειδική για ορισμένο είδος ιού και δεν επηρεάζει ιούς άλλου είδους.
Ιστός. Ομάδα κυττάρων που έχουν την ίδια μορφή και εκτελούν την ίδια λειτουργία. Στους μονοκύτταρους οργανισμούς το μοναδικό κύτταρο εκτελεί όλες τις λειτουργίες, ενώ στους πολυκύτταρους, ομάδες κυττάρων αναλαμβάνουν να εκτελέσουν μια μόνο εργασία. Κύτταρα από διαφορετικούς ιστούς κατάλληλα οργανωμένα συνεργάζονται και σχηματίζουν όργανα, τα οποία επιτελούν μια πιο σύνθετη λειτουργία. Στους ζωικούς οργανισμούς διακρίνουμε τέσσερα είδη ιστών: τον επιθηλιακό, τον ερειστικό, το μυϊκό και το νευρικό.
Α. Επιθηλιακός ιστός. Τα κύτταρά του συνδέονται στενά μεταξύ τους και σχηματίζουν μεμβράνες, οι οποίες καλύπτουν την εξωτερική επιφάνεια του σώματος και τις εσωτερικές κοιλότητες, δηλαδή σχηματίζουν την επιδερμίδα και το επιθήλιο των βλεννογόνων και των ορογόνων υμένων. Ο επιθηλιακός ιστός διακρίνεται σε:
1. Καλυπτήριο επιθήλιο, του οποίου τα κύτταρα καλύπτουν το σώμα εξωτερικά και επενδύουν τις εσωτερικές του κοιλότητες.
2. Αδενικό επιθήλιο, του οποίου τα κύτταρα (αδενικά) εκκρίνουν ουσίες χρήσιμες, τα εκκρίματα, και άχρηστες, τα απεκκρίματα (βλ. λ. επιθηλιακός ιστός).
Β. Ερειστικός ιστός. Βρίσκεται μέσα στο σώμα, μεταξύ των διάφορων οργάνων ή μέσα σε αυτά. Διακρίνουμε τρία είδη ερειστικού ιστού:
1. Συνδετικός ιστός. Βρίσκεται μέσα στα όργανα του σώματος, στηρίζοντας ή συνδέοντας τα κύτταρά τους. Επίσης βρίσκεται μεταξύ των οργάνων του σώματος, γεμίζοντας τα κενά που αφήνουν και επιπλέον λειτουργεί ως φορέας των αγγείων και των νεύρων. Αποτελείται από διάφορα κύτταρα και άφθονη μεσοκυττάρια ουσία μεταξύ τους. Τα είδη του συνδετικού ιστού είναι τα εξής: α) βλεννώδης ή πηκτωματώδης συνδετικός ιστός, β) χαλαρός συνδετικός ιστός, γ) στερεός ή πυκνός ινώδης συνδετικός ιστός, δ) δικτυωτός ή λεμφαδενοειδής συνδετικός ιστός, ε) ελαστικός συνδετικός ιστός, ζ) χρωμοφόρος συνδετικός ιστός, η) κυτταρώδης ή χορδιαίος συνδετικός ιστός. Το αίμα και η λέμφος κατατάσσονται επίσης στο συνδετικό ιστό επειδή έχουν κοινή καταγωγή και αποτελούνται από ελεύθερα κύτταρα με άφθονη μεσοκυττάρια ουσία (βλ. λ. αίμα, λέμφος).
2. Χονδρικός ιστός. Βρίσκεται σε διάφορα όργανα του σώματος, εκεί όπου απαιτείται ελαστικότητα, ευκαμψία και στερεότητα. Γι’ αυτό ο χονδρικός ιστός αναπτύσσεται στη σπονδυλική στήλη, στις αρθρικές επιφάνειες των οστών, στα τοιχώματα του θώρακα, στην τραχεία, τους βρόγχους, το ρινικό διάφραγμα, τα πτερύγια των αφτιών κτλ. Επίσης ο σκελετός του εμβρύου αποτελείται ο περισσότερος από χονδρικό ιστό. Στα κατώτερα σπονδυλωτά και σε μερικά ασπόνδυλα, ο ιστός αυτός είναι πολύ διαδεδομένος και αποτελεί το σκελετό τους για όλη τους τη ζωή. Ο χονδρικός ιστός αποτελείται από τα λεγόμενα χονδρικά κύτταρα και από άφθονη μεσοκυττάρια ουσία, η οποία άλλοτε εμφανίζεται συμπαγής σαν γυαλί, άλλοτε ελαστική και άλλοτε ινώδης. Τα είδη του χονδρικού ιστού, ανάλογα με τη σύσταση της μεσοκυττάριας ουσίας, είναι τα εξής: α) υαλοειδής χόνδρος, β) ελαστικός χόνδρος, γ) ινώδης χόνδρος.
3. Οστίτης ιστός. Είναι το κύριο συστατικό των οστών και η μεγάλη περιεκτικότητα της μεσοκυττάριας ουσίας του σε ανόργανα άλατα του προσδίδει μεγάλη στερεότητα και σκληρότητα. Ο οστίτης ιστός αποτελείται από τα οστικά κύτταρα και από μεσοκυττάρια ουσία. Τα οστικά κύτταρα βρίσκονται μέσα σε κοιλότητες της μεσοκυττάριας ουσίας, τις οστικές κοιλότητες. Σχηματίζουν αποφυάδες προς όλες τις διευθύνσεις, οι οποίες μπαίνουν μέσα σε λεπτότατα σωληνάρια της μεσοκυττάριας ουσίας. Η τελευταία αποτελείται κατά 65% από ανόργανα άλατα, ιδίως του ασβεστίου, και περιέχει άφθονα ινίδια κολλαγόνου. Οι οστικές κοιλότητες επικοινωνούν μεταξύ τους με τα οστικά σωληνάρια. Τα είδη του οστίτη ιστού είναι τα εξής: α) η αδρή ινώδης μορφή, β) η λεπτή ινώδης ή πεταλιώδης μορφή (βλ. λ. ερειστικό σύστημα).
Γ. Μυϊκός ιστός. Κύρια λειτουργία του είναι η κίνηση. Τα κύτταρά του είναι πολύ μακρόστενα και αποτελούν τις μυϊκές ίνες, ενώ ένα μεγάλο μέρος από το κυτταρόπλασμά τους έχει μεταπλαστεί σε λεπτότατα ινίδια, τα μυϊκά ινίδια. Το υπόλοιπο μέρος του κυτταροπλάσματος ονομάζεται σαρκόπλασμα και χρησιμεύει για τη διατροφή και την αναγέννηση των μυϊκών ινιδίων. Τα είδη του μυϊκού ιστού είναι τα εξής:
1. Οι λείες μυϊκές ίνες. Είναι μυϊκά κύτταρα μακρόστενα, ατρακτοειδούς ή πλατυσμένου σχήματος, με διακλαδιζόμενες αποφυάδες. Η σύστασή τους είναι ομοιογενής. Νευρώνονται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα (βλ. λ. εγκέφαλος) και βρίσκονται σε όργανα, η λειτουργία των οποίων είναι ανεξάρτητη από τη θέληση του ανθρώπου. Βρίσκονται δηλαδή στα κοίλα σπλάχνα, στο τοίχωμα των αρτηριών και των φλεβών, στο μάτι, στη σπλήνα, στα λεμφογάγγλια κτλ. Η νεύρωσή τους είναι διπλή, δηλαδή νευρώνονται από το συμπαθητικό και από το παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα, τα οποία δρουν ανταγωνιστικά.
2. Οι γραμμωτές μυϊκές ίνες. Είναι πολυπύρηνα κύτταρα, μακρόστενα και κυλινδρικά και βρίσκονται σε όργανα, η λειτουργία των οποίων εξαρτάται από τη θέλησή μας, όπως στους μυς της γλώσσας, του φάρυγγα, του λάρυγγα και στους μυς του σκελετού. Νευρώνονται από το εγκεφαλονωτιαίο νευρικό σύστημα. Τα μυϊκά ινίδια των γραμμωτών μυϊκών ινών είναι λεπτότατα και κατευθύνονται κατά τον επιμήκη άξονα της ίνας. Χαρακτηριστικό των μυϊκών ινιδίων είναι ότι δεν έχουν ομοιογενή σύσταση, όπως οι λείες μυϊκές ίνες. Αντίθετα στις γραμμωτές, τα μυϊκά ινίδια αποτελούνται από διαδοχικά κυλινδρικά τμήματα, σκοτεινά και διαυγή με τη σειρά. Άλλο χαρακτηριστικό είναι ότι τα σκοτεινά τμήματα όλων των μυϊκών ινιδίων της μυϊκής ίνας βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και τα διαυγή επίσης. Έτσι η γραμμωτή μυϊκή ίνα παρουσιάζει εγκάρσιες γραμμώσεις, σκοτεινές και διαυγείς με τη σειρά, από τις οποίες πήρε και την ονομασία της. Διακρίνουμε δύο είδη γραμμωτών ινών: α) τις ερυθρές μυϊκές ίνες και β) τις λευκές μυϊκές ίνες.
3. Ο καρδιακός μυς εξετάζεται χωριστά, γιατί, ενώ αποτελείται από εγκάρσιες γραμμωτές μυϊκές ίνες, εντούτοις η λειτουργία του δεν εξαρτάται από τη βούληση του ανθρώπου. Το χαρακτηριστικό στις μυϊκές ίνες της καρδιάς είναι ότι αναστομώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν δίκτυο, τα κενά του οποίου περιέχουν χαλαρό συνδετικό ιστό, τριχοειδή αγγεία και νευρικές ίνες. Επίσης οι μυϊκές ίνες του καρδιακού μυός είναι πολύ λεπτές και περιέχουν μεγάλες ποσότητες της χρωστικής μυοσφαιρίνης. Κατά διαστήματα παρουσιάζουν μαύρες οριζόντιες ζώνες, τους εμβόλιμους δίσκους. Οι ζώνες αυτές εκτείνονται σε όλο το πλάτος της μυϊκής ίνας, αλλά κατά τμήματα, ώστε να δίνουν την όψη σκάλας. Ο καρδιακός μυς νευρώνεται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα και συσπάται ρυθμικά και αυτόματα για όλη τη ζωή, χωρίς να σταματά καθόλου.
Δ. Νευρικός ιστός. Κύρια λειτουργία του είναι η πρόσληψη και μετάδοση ερεθισμάτων λόγω της ικανότητας των κυττάρων του να παράγουν και να μεταδίδουν νευρικές ώσεις. Έτσι χρησιμεύει στην επικοινωνία του οργανισμού με το περιβάλλον του και στο συντονισμό των λειτουργιών του (βλ. λ. νευρικό σύστημα). Ο νευρικός ιστός είναι το κυριότερο συστατικό των οργάνων του νευρικού συστήματος και αποτελείται από τα νευρικά κύτταρα με τις αποφυάδες τους και από τη νευρογλοία. Το νευρικό κύτταρο με τις αποφυάδες του ονομάζεται νευρώνας και είναι η ανατομική και λειτουργική μονάδα του νευρικού συστήματος. Η νευρογλοία αποτελείται και αυτή από κύτταρα και χρησιμεύει για τη στήριξη, τη θρέψη και την απομόνωση των νευρώνων. Τα συστατικά λοιπόν του νευρικού ιστού είναι:
1. Οι νευρώνες. Ο κάθε νευρώνας αποτελείται από: α) το σώμα, β) το νευρίτη, γ) τους δεντρίτες, δ) τα έλυτρα.
Από λειτουργική άποψη διακρίνουμε δύο είδη νευρώνων, τους αισθητικούς και τους κινητικούς.
2. Η νευρογλοία, η οποία παρεμβάλλεται μεταξύ των νευρώνων και χρησιμεύει για τη θρέψη τους, την απομόνωση και τη στήριξή τους. Ακόμη χρησιμεύει για την περίπτωση καταστροφής νευρικών στοιχείων, γιατί συμπληρώνει τα κενά που δημιουργούνται.
Τα φυτά, ιδιαίτερα τα ανώτερα, σχηματίζουν τους εξής ιστούς: α) μεριστοματικός ιστός με κύρια λειτουργία την κυτταρική αναπαραγωγή για τη δημιουργία νέων κυττάρων (βλ. λ. μερίστωμα), β) επιδερμικός ιστός που καλύπτει τις εξωτερικές επιφάνειες του φυτού και συμβάλλει στην προστασία του και στις λειτουργίες της αναπνοής, διαπνοής, φωτοσύνθεσης κ.ά. (βλ. λ. επιδερμίδα των φυτών), γ) αγωγός ιστός, ο οποίος διακρίνεται στο ξύλωμα, που μεταφέρει νερό και ανόργανα άλατα, και στο φλοίωμα, που μεταφέρει θρεπτικές ουσίες, δ) θεμελιώδης ιστός, που αποτελεί το κύριο σώμα του φυτού και διακρίνεται σε παρέγχυμα, κολλέγχυμα και σκληρέγχυμα.

1 comment:

  1. πολύ κατατοπιστικό!!
    με βοήθησε αρκετά...

    ReplyDelete