Биология - Ярыгин В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
! яйцеклетки и оплодотворившего ее сперматозоида объединяются в
1 диплоидном наборе хромосом зиготы.
] Таким образом, рекомбинация генетического материала между
! гомологичными хромосомами происходит в пахитене, а рекомбинация
! отцовских и материнских хромосом — в анафазе первого деления
j мейоза. В анафазе этого деления образуются гаплоидные клетки.
Последние стадии оогенеза воспроизводятся и вне организма женщины в искусственной питательной среде. Это позволило осуще-
I ствить зачатие человека «в пробирке». Перед овуляцией хирургическим
¦ путем яйцо извлекается из яичника и переносится в среду со сперматозо-
• идами. Возникающая в результате оплодотворения зигота, будучи
* помещена в подходящую среду, осуществляет дробления. На стадии 8—16 бластомеров зародыш переносится в матку женщины-реципи-ента. Число успешных опытов такого рода в последнее время возрастает.
; В сперматогенезе происходят сходные цитогенетические события —
рекомбинация генетического материала путем кроссинговера и независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазе первого деления, а также образование гаплоидных клеток. Так как сперматогенез начинается в организме, достигшем половой зрелости, закономерно отсутствие стадии диктиотены. Вместе с тем хорошо выражен период
Половозрелые формирования, когда мужская
°соби половая клетка приобретает
Диплойаза jT \ СВОЮ ОКОНЧаТеЛЬНуЮ СТруК-
,ЧИСЛС о / X TVDV
хромосом 2л)
Гаплофаза 3иг0Та Гаметогенез Г амеТОГвНеЗ ОТЛИЧаеТСЯ
(ЧИСЛО V / высокой производительно-
хромосом л) \ г стью. За время половой ЖИЗНИ
Гаметы мужчина продуцирует не ме-
Рис. 26. Фазы жизненного цикла многокле- Нее^ООмлрД. СПерматОЗОИДОВ.'
точных животных. На пятом месяце эмириогене-
за в зачатке женской половой железы насчитывается 6 00(1000 клеток-предшественниц яйцеклеток. К началу репродуктивного периода в яичниках обнаруживается примерно 100 000 ооцитов. От момента полового созревания до прекращения гаметогенеза в яичниках созревает <300^-40Q ооцитов.
4.5 ЧЕРЕДОВАНИЕ ГАПЛОИДНОЙ И ДИПЛОИДНОЙ ФАЗЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
Организмы с половым размножением в результате мейоза образуют гаплоидные гаметы. В момент оплодотворения благодаря слиянию двух таких клеток возникает диплоидная зигота. Многократные митотические деления зиготы и ее потомков приводят к увеличению числа диплоидных клеток, которые строят тело организма в процессе его развития. По достижении последним половой зрелости возобновляется процесс образования гаплоидных гамет. Таким образом, в жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяются 2 фазы — гаплоидная и диплоидная (рис. 26).. Относительная продолжительность этих фаз варьирует у представителей различных групп живых существ. У простейших и грибов преобладает первая, у высших растений и животных — вторая фаза.
Удлинение диплофазы в историческом развитии объясняется преимуществами диплоидного состояния перед гаплоидным. Благодаря гетерозиготности и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора, сохраняются и накапливаются разнообразные аллели. Это повышает объем генетической информации в генофондах популяций и видов, ведет к образованию резерва наследственной изменчивости, от которого зависят эволюционные перспективы. В то же время у гетерозигот вредные рецессивные аллели, не оказывая влияния на развитие фенотипа, не снижают жизнеспособность.
4.6. ПУТИ ПРИОБРЕТЕНИЯ ОРГАНИЗМАМИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Благодаря генетической рекомбинации, которая закономерно происходит в процессе гаметогенеза и при оплодотворении, половое размножение представляет собой эволюционно обусловленный механизм обмена наследственной информацией между организмами одного биологического вида. Некоторые факты из
области зоологии и особенно вирусологии и микробиологии указывают на то, что имеются пути приобретения биологической информации и от организмов других видов. Эта информация воспроизводится в фенотипе организма и обусловливает развитие признаков, незакодированных в наследственном материале родителей. Так, в клетках пищеварительного дивертикула брюхоногого моллюска (Elysia viridis) сохраняются хлоропласты поедаемой водоросли (Codium fragile), в результате чего моллюск приобретает способность к фотосинтезу. Стрекательные капсулы гидроидных полипов, которые поедаются некоторыми турбел-ляриями, не перевариваются, а перемещаются в эпителиальный пласт и используются червем в качестве орудия защиты. В классической зоологии такие примеры получили название клептогенеза или эволюции путем воровства.
Явление трансдукции заключается в том, что в генетический материал клетки-хозяина (бактериальной или эукариотической) встраивается нуклеиновая кислота вируса с фрагментом генома другой клетки. Превносимая таким путем биологическая информация вследствие редупликации чужеродной ДНК может передаваться в ряду клеточных поколений, а также воздействовать на состояние генетической системы клетки-хозяина, изменяя, например, частоту мутирования отдельных генов. Чужеродная ДНК может присутствовать в клетке в виде . плазмид и эписом-фрагментов нуклеиновой кислоты, лишенных, в отличие от Вирусных частиц, белковых чехлов. Плазмиды .самостоятельны по отношению к хромосомам клетки-хозяина, а эписомы могут встраиваться в них. Биологическая информация плазмид и эписом, проявляясь в фенотипе, дает широкий круг признаков, включая устойчивость к антибиотикам.
