Андрей Шляхов - Генетика для начинающих

Различными путями.

Например, у дафний яйцеклетки образуются без мейоза, то есть сохраняют полный набор хромосом. Такой партеногенез называется амейотическим [18].

При мейотическом партеногенезе яйцеклетки проходят мейоз, теряя при этом половину своих хромосом, но затем восполняют эту утрату удвоением числа хромосом в ядрах без деления ядер (и самих клеток). Такое удвоение без деления называется эндомитозом (внутренним митозом).

Существует и второй путь восполнения утраченных хромосом, но для понимания его нужно ознакомиться с нюансами образования яйцеклеток. Этот процесс называется оогенезом, а процесс образования сперматозоидов – сперматогенезом.

Посмотрите на рисунок и сравните конечный результат. Из клетки-родителя, имеющей полный (диплоидный) набор хромосом, в результате двух мейотических делений образуется четыре гаплоидных сперматозоида и всего одна гаплоидная яйцеклетка.

Почему яйцеклетка одна, а сперматозоидов четыре?

Почему в результате оогенеза образуются какие-то полярные тельца?

Дело в том, что яйцеклетке, в отличие от сперматозоида, нужно после оплодотворения делиться, причем весьма активно. Для осуществления любого процесса требуются исполнители и энергетические ресурсы. И то, и то находится в цитоплазме, поэтому было бы нерационально делить цитоплазму со всем ее содержимым поровну между всеми яйцеклетками. В результате такого равноценного деления получатся четыре «недояйцеклетки», неспособные к активному размножению. Но в то же время в процессе оогенеза дважды надо как-то избавляться от половины имеющихся хромосом. Вот и образуются полярные тельца – не слишком жизнеспособные клетки, «смысл жизни» которых заключается в удалении ненужных хромосом. Образно полярные тельца можно сравнить с мусорным ведром, в которое выбрасываются ненужные хромосомы.

Вскоре после образования полярные тельца погибают, но если до того момента с одним из них соединится яйцеклетка, то в ней восстановится полный набор хромосом. Вот вам и второй путь восполнения утраченных хромосом.

Но бывает и так, что новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки, живет с половинным набором хромосом и прекрасно себя чувствует. Такое происходит только с самцами у некоторых видов перепончатокрылых насекомых (например – муравьев) и у коловраток, микроскопических многоклеточных животных, похожих на червей.

Генетическая сущность партеногенеза та же, что и у всех видов бесполого размножения – дочерний организм является копией материнского.

Первые клетки, от которых пошло все живое на нашей планете, размножались бесполым способом. Так, во всяком случае, принято считать сейчас.

Бесполое размножение имеет ряд преимуществ.

Во-первых, бесполое размножение экономичнее. При нем не надо тратить энергию на поиски партнера и терять впустую большое число половых клеток. Во время полового акта у человека к яйцеклетке одновременно устремляется не менее сорока миллионов сперматозоидов! Сорок миллионов! А в оплодотворении участвует всего один! Оцените потери. Комментарии здесь излишни.

Во-вторых, бесполое размножение происходит быстрее. Быстрота выгодна. Недаром же великая русская поэтесса Марина Цветаева сказала, что «успех – это успеть». Успеть размножиться и захватить новый ареал обитания… Успеть размножиться, пока не съели враги… И так далее.

В-третьих, при бесполом размножении все дочерние особи с этой точки зрения практически полностью идентичны материнской особи. Изменения в генотипе происходят редко, следовательно вероятность генетических отклонений от номы мала.

Так почему же природа в ходе эволюции «перевела» подавляющее большинство животных и высших растений на половое размножение?

Этот вопрос можно сформулировать иначе, без «лирики»: почему особи, размножающиеся половым путем, оказались более жизнеспособными и широко распространились по планете?

Куда ни взгляни – повсюду происходит половой процесс. Неспроста же… У природы, как известно, нет плохой погоды и невыгодных действий. Так в чем же выгода полового размножения?

В постоянных, а если точнее, то в регулярных изменениях генотипа. Всякий раз, когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, образуется особь с уникальным набором генов (а, соответственно, и признаков)!

Регулярные изменения генотипа дают множество вариантов.

Среди этих вариантов, то есть среди родившихся в результате оплодотворения сперматозоида яйцеклеткой, всегда найдутся особи, лучше других приспособленные к условиям окружающей среды. Разумеется, будут и такие, которые приспособлены хуже, ведь у любой медали есть две стороны. Но дело не в сторонах, а в том, что выживают и дают больше потомства те особи, которые приспособлены к условиям окружающей среды лучше других. Конкуренция в природе повсюду, и везде это неотъемлемое качество живых организмов.