От цветка до семени - Терехин Э.С.
Скачать (прямая ссылка):
Если у папоротников половое поколение — это малозаметный и никому, кроме ботаников, не известный заросток, а бесполре — это и есть всем известное растение, то у мхов дело обстоит ка<к раз наоборот. У них гаметофит — половое поколение — и есть само зеленое, растение. Бесполое же поколение мха — спорофит, иначе называемый у мхов спорого-но)М или спорогонием, несамостоятельно: оно прорастает из
(рис. 1).
Рис. 1. Заросток папоротника — гаметофит с одинарным (п) набором хромосом в клетках растения. На нем можно видеть молодой спорофит — растение с двойным (2п) набором хромосом в клетках,— образовавшийся после слияния двух гамет. (По П. M Жуковскому. Сильно увеличено.)
'77
6 оплодотворенной яйцеклетки прямо на гаметофите и пара.-зитирует на нем. Спорогон имеет форму коробочки, сидящей на прикрепленной к материнскому растению ножке. В коробочке вызревают споры. Осыпаясь и прорастая в почве, они дают начало следующему половому поколению — зеленым порослям мха.
Цветковые растения более сходны с папоротниками. У них спорофит — это и есть само растение, которое каждый может воочию видеть. Но существует у них и гаметофит, жизнь которого скрытно протекает в тканях цветка. Увидеть гаметофит доступно лишь исследователям, вооруженным микроскопом.
Но можно ли и должно ли говорить о чередовании поколений у цветковых растений, если у них и спорофит, и гаметофит заключены в одном растении? Для биологов это необходимо, чтобы понять ход эволюции растительного царства и историю возникновения тех или иных приспособительных механизмов растения.
Отвлечение в цитологию и генетику
Поразительное разнообразие ныне живущих форм растений — отличное пособие для биолога-эволюциониста, пытающегося воссоздать историю развития зеленого царства. Ведь живущие ныне одноклеточные растения, колонии водорослей, грибы, мхи, папоротники и все другие формы растительной жизни — это в известной мере отражение определенных эта-нов эволюции и конкретных путей ее.
Первыми представителями жизни на Земле были одноклеточные организмы, населявшие океан, который в геологически далекие времена покрывал всю поверхность нашей планеты.
Одно из главнейших проявлений жизни — размножение. Каждый живой индивидум представляет собой слишком хрупкую и недолговечную конструкцию, и только воспроизводя себе подобных, живые существа смогли завоевать планету.
Одиночные клетки размножались делением. Этот простой способ, однако, не слишком прост, ибо всякий механизм размножения должен предусматривать воспроизведение не просто живых существ вообще, но существ себе подобных. Имен-HOjraKOe воспроизведение и осуществляется при делении клетки путем митоза.
Наследственные свойства организма — программа его развития и функционирования — «записаны» в хромосомах клеточного ядр-а. Число хромосом в одном наборе у разных видов различно, но постоянно для данного вида. Клетки, ядра которых, подобно ядрам гамет, содержат один набор хромосом, называются гаплоидными; клетки, подобные зиготам, ядра которых содержат по два набора хромосом, называются
7 диплоидными. В процессе подготовки к митотическому делению хромосомы выстраиваются в линию и каждая из них воссоздает рядом с собой свою точную коцию. Некоторое время спустя << двойники» расходятся в противоположные края клетки. Последняя вскоре делится надвое, теперь уже навсегда разлучая «двойников».
Иногда — может быть, случайно, а может быть, в силу ка-ких-то пока не известных нам причин — происходил противоположный митозу процесс слияния клеток. Для организма такие слияния весьма благоприятны: при этом объединяются воедино различные наследственные качества и повышаются жизненные возможности клетки. Может быть, именно поэтому слияния стали случаться все чаще и чаще и наконец превратились не только в обычное, но и необходимое явление.
Предположение о том, что слияния клеток могли происходить часто и даже постоянно, не является умозрительным. Оно доказывается лабораторными наблюдениями над культурами одноклеточных организмов и культурами тканей, где слияния клеток — довольно обычное явление.
Но подобные удвоения клеток породили свои проблемы. Каждая клетка как у одноклеточных, так и многоклеточных обладает строго определенным числом хромосом, а следовательно, определенным запасом наследственного вещества и информации. При первом слиянии количество наследственной информации удваивается, и это способствует повышению жизнеспособности клетки. Но последующие удвоения уже не столь благоприятны для организма. Излишне большой запас наследственной информации приводит к дезорганизации жизни клетки. Для ликвидации такой опасности и для сохранения постоянного количества генетической информации, в процессе эволюции выработался механизм, препятствующий бесконечному удвоению клетки,— редукционное деление, или, иначе, мейоз (рис. 2).
Процесс мейоза включает в себя два последовательных деления клетки. Первое из них — собственно редукционное, называемое иначе гетеротипическим.
Как правило, число хромосом в клетке четное, причем каждая из хромосом имеет парную, сходную по форме и строению. Перед началом мейоза хромосомы «выстраиваются» в линию попарно. Затем пары расходятся в разные края клетки, после чего она разделяется на две, с половинным (гаплоидным) против первоначального (диплоидного) числом хромосом в каждой дочерней клетке. Второе деление — гомео-типическое в общих чертах сходно с митозом. В ходе его половинное число хромосом, образовавшееся при «гетеротипи-ческом делении, не уменьшается.
