Химична сигнализация - минало и настояще

Защо именно химичната сигнализация е еволюционно най-старият начин за взаимодействие в живата природа? За да отговорим на този въпрос са необходими малко фантазия и научни факти.

Ние не знаем как са изглеждали първите живи организми. Може би не са приличали на нито един от известните ни днес обитатели на Земята, но много е вероятно да са били близки до бактериите. С голяма сигурност обаче може да се твърди, че те са били хетеротрофи, т. е. живели са за сметка на съдържащите се в първичния бульон органични вещества. Храната обаче не е била равномерно разпределена и първите живи същества, колкото и примитивни да са били, са били изправени пред проблема да намират своята храна. Необходимо е било да различават богатите от бедните на органични вещества места, били са длъжни да разпознават полезните от токсичните химични съединения и в зависимост от това да се насочват към тях или да ги отбягват. Следоватвлно още първите, най- примитивните живи  е трябвало да                „ разбират“ химичните сигнали, получавани от външната среда. Възприемането на тези сигнали не е нищо друго освен хеморецепция, а ответните реакции- хемотаксис. В зависимост от това дали химичният източник привлича или отблъсква живото същество, хемотаксисът бива положителен или отрицателен. Само клетки, притежаващи способността да възприемат химични сигнали  и правилно да реагират на тях, са могли да просъществуват при древните сурови условия  и да образуват корена на родословното дърво на живота върху Земята.   С размножаването и увеличаването броя на организмите на Земята първичният бульон е започнал да обеднява. Тогава първите обитатели са имали две алтернативи: да се „научат“ да усвояват атмосферния въглероден диоксид и азот и да ги превръщат в органични съединения за сметка на слънчевата енергия или да започнат да унищожават другите организми, конкуренти за храната им. Първият път е довел до поява на автотрофните организми. Вероятно  първите от тях са били близки до днес съществуващите синьозелени водорасли( цианобактерии). По- късно са се появили и  висшите автотрофи- растенията, които са съшо фотосинтезираши. Организмите, избрали вторият път(унищожаване на себеподобните) са станали първите „ агресори“ на Земята. Вероятно те са и пионерите в производството на антибиотиците. Следователно антибиотиците са първите химически оръжия, изобретени от гения на природата. С обедняване на първичния бульон и развитието на автотрофните организми, хетеротрофите постепенно са се приспособили към използване на продуктите на тяхната жизнена дейност. Появили са се и първите паразити. Това наложило мирните и никому непречещи автотрофи да потърсят средства за борба със своите неприятели. Те също се обърнали към химията и започнали да произвеждат ново химическо оръжие-фитонцидите. От своето химическо наследство не са се отказали и животните. С развитието и усложняването на животинското царство са се развивали и усъвършенствали и химическите средства за защита. Някои  от тях дори са излезли от арсенала на отбранителните оръжия и са станали средства за нападение.
Природата е изявявала своя гений  не  само във военно отношение. Още с появяването на първите едноклетъчни на Земята е започнал и сложният процес на видообразуването. С разнообразяването на видовете е възникнала и необходимостта от разпознаването на клетките, принадлежащи към един и същи вид. Например поддържането на вида при бактериите периодично става чрез „ освежаване“ на генетичния материал- конюгация- допиране на две бактерийни клетки от един и същи вид, образуване на мостче между клетъчните им стени и прехвърляне на част от ДНК от едната клетка в другата( процес, наподобяващ половия процес при висшите организми). За да настъпи конюгация, е необходимо клетките да се разпознаят и да се доближат една до друга. Още по- голяма е необходимостта от разпознаване при едноклетъчните, водещи колониален живот, както и при висшите едноклетъчни( протисти,гъби, водорасли и др.), които се размножават по полов път. Лишени от всякакви възприемащи органи, те могат да установят своята видова специфичност само по химичен път.
След възникване на първите стабилни колонии от едноклетъчни(предшественици на многоклетъчните организми) вероятно е започнало производството на два вида вещества- вестоносци: едните- за установяване на контакт между клетките в колонията, а другите- за общуване между отделните колонии. Първите са прототип на хормоните, а вторите- на феромоните при многоклетъчните организми. Макар, че при животните впоследствие се появяват различни възприемащи органи и сензорни системи, химичният канал за общуване не само, че не е загубил значение, но за много от тях е останал основен. В еволюцията и той заедно с организмите се е развил и усъвършенствал. Появили са се специализирани органи- жлези с външна секреция- за производство и отделяне във външната среда на информационни вещества, както и такива за тяхното възприемане(обонятелни органи). Обогатявало се е и съдържанието на химични сигнали, за да се стигне до днес, когато чрез тях животните могат да откриват своите полови партньори и да определят готовността им за копулация, да определят гпуповата принадлежност на животните от своя вид, да намират своя дом, да изразяват емоционалното си състояние, да съобщават на другите за надвиснала опасност и др.
Химичната сигнализация стои в основата на организацията и поддържането на реда в едни от най- изрядните общества, познати на нашата планета-  съобществата на насекомите. В хода на еволюцията Природата е поставила част от животните в тясна зависимост от растенията и обратно. От гледна точка на растенията животните, които се хранят с растителни части(и следователно ги унищожават), са вредни, а тези, които събират прашец(и по такъв начин спомагат за опрашването), са полезни. Това определя и различното отношение на растението към едните и другите животни. То отпъжда вредните и привлича полезните организми. В основата на сложните взаимоотношение растение- животно отново стоят химичните сигнали. Растението е в състояние да произвежда вещества, които са атрактанти(привличащи) за едни и в същото време репеленти(отпъждащи) или токсични за други организми. Следователно универсалният език на химията е понятен дори и за поданиците от различните „царства“.
И така, живите организми отделят във външната среда химични съединения с най- различно предназначение- една част- доловими от нас, а други-остават скрити за нашите несъвършени възприемащи органи и за тях съдим по поведението на животните, до които са адресирани. Докато продуктите на жлезите с вътрешна секреция са предназначени за задоволяване на нуждите на организма и служат за съхраняване на индивида, то веществата, отделяни във външната среда и отправени до другите индивиди от същия вид, служат за запазване на вида като цяло.