Учебное пособие для студентов дневной и заочной форм обучения



жүктеу 5.01 Kb.

бет3/15
Дата07.09.2017
өлшемі5.01 Kb.
түріУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Глава 4 
 
РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ 
 
На первый взгляд может показаться, что процессы размножения у живых су-
ществ очень разнообразны, однако все их можно свести к двум формам: бесполому и 
половому. 
 
4.1. Бесполое размножение 
 
Бесполое размножение. Размножение, которое осуществляется без уча-
стия половых клеток, называется бесполым. В бесполом размножении участвует 
только  одна  родительская  особь.  Поскольку  клетки  (или  в  случае  простейших 
одна  клетка),  из  которых  развивается  дочерний  организм,  делятся  митозом,  то 
дочерний организм сходен по наследственным признакам с материнской особью. 
В  природе  встречается  несколько  видов  бесполого  размножения.  Напри-
мер, у одноклеточных животных и растений (амебы, инфузории, водоросли) ядро 
вначале делится митозом надвое. Затем родительская особь путем перетяжки де-
лится на две одинаковые части, каждая из которых образует дочерний организм. 
Такое  размножение  называется  простым  делением.  Дочерние  клетки  ничем  не 
отличаются от родителей, получая тот же набор хромосом. 
У некоторых растений,  грибов и одноклеточных животных на определен-
ной стадии жизненного цикла образуются споры. Это специальные клетки, часто 
защищенные плотными оболочками, охраняющими их в неблагоприятных усло-
виях среды (холод, высыхание, перегрев). Спорообразование — это один из ме-
ханизмов,  обеспечивающих  бесполое  размножение.  При  возникновении  благо-
приятных условий среды оболочка споры раскрывается, клетка многократно де-
лится митозом и дает начало новому организму – заростку. На нижней стороне 
листка заростка развиваются мужские гаметы – сперматозоиды и женские гаме-
ты – яйцеклетки. С каплей воды (роса или дождь) сперматозоиды подплывают к 
яйцеклетке, и происходит оплодотворение. Из зиготы впоследствии развивается 
зародыш.  

46 
У некоторых грибов и простейших (например, у дрожжевых грибов и гидр, 
медуз и кораллов) от родительской особи отделяется небольшой участок тела, из 
которого  впоследствии  развивается  новый  организм.  Такой  способ  бесполого 
размножения называют  почкованием.  Почка  может отделиться от родительской 
особи, и тогда новый организм становится самостоятельным. 
Таким образом, в результате бесполого и вегетативного размножения вос-
производится  большое  количество  генетически  идентичных  организмов.  По 
наследственным  задаткам  они  практически  полностью  копируют  родительский 
организм, если не произошла мутация. 
Вегетативное размножение свойственно только растениям. В результате та-
кого размножения новый организм образуется из группы клеток материнского рас-
тения  (черенки,  отводки),  поэтому  дочерние  особи,  образовавшиеся  в  результате 
вегетативного размножения, обладают наследственными признаками материнско-
го организма. 
 
Деление клетки. Митоз 
Способность к делению – важнейшее свойство клеток. Без деления невоз-
можно  представить  себе  увеличение  числа  одноклеточных  существ,  развитие 
сложного  многоклеточного  организма  из  одной  оплодотворенной  яйцеклетки, 
возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе жизнедея-
тельности организма. 
Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происхо-
дят  определенные  процессы.  Перед  делением  осуществляется    удвоение  генетиче-
ского  материала  и  его  распределение  между  дочерними  клетками.  Период  жизни 
клетки от одного деления до следующего называется клеточным циклом. 
Подготовка к делению. Эукариотические организмы, состоящие из клеток и 
имеющие ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного 
цикла,  в  интерфазе.  Именно  в  период  интерфазы  в  клетке  происходит  процесс 
биосинтеза белка и удвоение  всех важнейших структур клетки. Причем, во время  
этой фазы  происходит удвоение не только генетического материала, но и каждой  
из хромосом (которые так же удваиваются). 

47 
При этом, вдоль исходной хромосомы, из имеющихся в клетке химических 
соединений, синтезируется ее точная копия. Каждая хромосома состоит из двух 
половинок  –  хроматид.  Каждая  из  хроматид  содержит  одну  молекулу  ДНК 
(сущность  удвоения  генетического  материала,  в  основном,  представляет  собой 
удвоение ДНК). 
Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 – 20 
ч. Затем наступает процесс деления клетки – митоз. 
Фазы митоза. Различают следующие четыре фазы митоза: профаза, мета-
фаза,  анафаза  и  телофаза.  На  рис.  4.1  и  4.2  (см.  ниже  «Ход  митоза»  и  «Общая 
схема митоза») схематически показан ход митоза. В профазе хорошо видны цен-
триоли — образования, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в де-
лении дочерних хромосом животных. (Напомним, что у высших растений вооб-
ще нет клеточного центра, который организует деление хромосом.) Мы же рас-
смотрим митоз на примере животной клетки, поскольку присутствие центриолей 
делает процесс деления хромосом более наглядным. Вначале  центриоли  расхо-
дятся  к  разным  полюсам  клетки.  От  них    протягиваются  микротрубочки,  обра-
зующие нити веретена деления, а они, в сою очередь, регулируют расхождение 
хромосом к полюсам делящейся клетки.  
В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно ис-
чезает,  хромосомы  спирализуются,  в  результате  этого  укорачиваются,  утолща-
ются и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны 
на следующей стадии митоза — метафазе. 
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. 
При  этом  хорошо  видно,  что  каждая  хромосома,  состоящая  из  двух  хроматид, 
имеет перетяжку — центромеру. Хромосомы своими центромерами прикрепля-
ются  к  нитям  веретена  деления.  После  деления  центромеры  каждая  хроматида 
становится самостоятельной дочерней хромосомой. 
Затем наступает  следующая  стадия  митоза  — анафаза,  во  время  которой 
дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расходится к разным полю-
сам клетки. 
Следующая стадия деления клетки — телофаза. Она начинается после то-
го, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов 

48 
клетки.  На  этой  стадии  хромосомы  деспирализуются  и  приобретают  такой  же 
вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие ни-
ти). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в дочерних ядрах формируется яд-
рышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все 
органоиды  (митохондрии,  комплекс  Гольджи,  рибосомы  и  др.)  распределяются 
между дочерними клетками более или менее равномерно. 
Таким образом, в результате митоза из одной клетки получаются две, каж-
дая  из  которых  имеет  характерное  для  данного  вида  организма  число  и  форму 
хромосом, а, следовательно, постоянное количество ДНК. 
 
Рис. 4.1. Ход митоза 

49 
Весь процесс митоза занимает в среднем 1 — 2 ч. Продолжительность его 
несколько  различна  для  разных  видов  клеток.  Зависит  он  также  и  от  условий 
внешней среды (температуры, светового режима и других показателей). 
 
 
Рис. 4.2. Общая схема митоза 
Биологическое  значение  митоза  заключается  в  том,  что  он  обеспечивает 
постоянство числа хромосом во всех клетках организма. Все соматические клет-
ки (клетки органов и тканей животных и человека) образуются в результате ми-
тотического деления, что обеспечивает рост организма. В процессе митоза про-
исходит распределение вещества хромосом материнской клетки строго поровну 
между  возникающими  из  нее  двумя  дочерними  клетками.  В  результате  митоза 
все клетки организма получают одну и ту же генетическую информацию. 
 
4.2. Половое размножение. Мейоз. Фазы мейоза 
 
Половое размножение животных, растений и грибов связано с формирова-
нием  специализированных  половых  клеток.  Особый  тип  деления  клеток,  в  ре-
зультате чего образуются половые клетки, называется мейозом. При мейозе чис-
ло  хромосом  в  дочерних  клетках  уменьшается  вдвое.  Образующиеся  половые 
клетки называются гаметами. Гаметы затем попарно сливаются и образуют одну 

50 
клетку, а из нее впоследствии развиваются новые особи. У более высокооргани-
зованных растений и животных половые клетки не одинаковы по величине. Од-
ни гаметы богаты запасными питательными веществами и  неподвижны  – яйце-
клетки; другие, маленькие, подвижные – это сперматозоиды. Яйцеклетки могут 
быть  микроскопические  (у  млекопитающих  с  внутриутробным  развитием  заро-
дыша) и гигантские (у яйцекладущих).  
В половом размножении принимают участие, как правило, две родительские 
особи, каждая из которых участвует в образовании нового организма, внося лишь 
одну половую клетку – гамету (женскую – яйцеклетку или мужскую – сперматозо-
ид), имеющую вдвое меньшее число хромосом, чем неполовые клетки родителей. В 
результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка – зигота, несу-
щая наследственные задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается 
наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество поло-
вого размножения над бесполым. 
Гаметы образуются у животных в специализированных органах – половых 
железах. У  высших  животных женские  гаметы  (яйцеклетки)  образуются  в  яич-
никах, мужские (сперматозоиды) – в семенниках. Довольно широко распростра-
ненной  разновидностью  полового размножения  является  партеногенез,  при  ко-
тором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки. 
У  дафний  (небольших  рачков,  населяющих  стоячие  водоемы)  и  у  тлей 
партеногенез наблюдается обычно в нескольких летних поколениях, состоящих 
из  одних  самок.  В  конце  лета из  части  яиц развиваются  не  только  самки,  но и 
самцы;  в  результате  полового  процесса  самки  откладывают  оплодотворенные 
яйца, которые способны перезимовывать и переносить другие неблагоприятные 
условия.  Весной,  перезимовавшие  яйца  активизируются,  из  них  развиваются 
самки, дающие летом многочисленные партеногенетические поколения самок. 
Иногда можно искусственно вызвать партеногенез у тех видов животных, у 
которых в природе он либо не происходит, либо происходит очень редко. Так, ес-
ли уколоть иглой неоплодотворенное яйцо лягушки, то можно стимулировать его 
развитие и получить взрослую лягушку, которая возникнет из одной только по-
ловой клетки (яйцеклетки) и будет обладать лишь признаками матери. 

51 
Половое  размножение  животных,  растений  и  грибов  связано  с  формирова-
нием специализированных половых клеток. Особый тип деления клеток, в резуль-
тате  которого  образуются  половые  клетки,  называют  мейозом  (см.  рис.  4.3 
«Общая схема последовательных стадий мейоза» и 4.4 «Ход мейоза»). В отличие 
от  митоза,  при  котором  сохраняется  число  хромосом,  получаемых  дочерними 
клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое. 
 
Рис. 4.3. Общая схема последовательных стадий мейоза 
 
  а) – лептотена; б) – зиготена; в) – пахитена; г) – диплотена; д) – диакинез; 
 
  е) – метафаза I; ж) – анафаза I; з) – телофаза I; и) – интеркинез; к) – мета- 
 
  фаза II; л) – анафаза II; м) – телофаза II. 

52 
Процесс  мейоза  состоит  из  двух  последовательных  клеточных  делений  –  
мейоза I (первое деление) и мейоза II (второе деление). Удвоение ДНК и хромо-
сом происходит только перед мейозом I. 
 
 
Рис. 4.4. Ход мейоза 

53 
Во время профазы I мейоза двойные хромосомы хорошо видны в световой 
микроскоп. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, которые связаны вместе 
одной центромерой. В процессе спирализации двойные хромосомы укорачивают-
ся. Гомологичные хромосомы тесно соединяются друг с другом продольно (хро-
матида к хроматиде), или, как говорят, конъюгируют. При этом хроматиды неред-
ко перекрещиваются или перекручиваются одна вокруг другой. Затем гомологич-
ные двойные хромосомы начинают как бы отталкиваться друг от друга. В местах 
перекреста  хроматид  происходят  поперечные  разрывы  и  обмены  их  участками. 
Это явление называют перекрестом хромосом. Одновременно, как и при митозе, 
распадается ядерная оболочка, исчезает ядрышко, образуются нити веретена. От-
личие профазы I мейоза от профазы митоза состоит в конъюгации гомологичных 
хромосом и взаимном обмене участками в процессе перекреста хромосом. 
Характерный признак метафазы I — расположение в экваториальной плос-
кости клетки гомологичных хромосом, лежащих парами. Вслед за этим наступает 
анафаза, во время которой целые гомологичные хромосомы, каждая состоящая из 
двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. (Заметим, что при 
митозе  к  полюсам  деления  расходились  хроматиды.)  Очень  важно  подчеркнуть 
одну  особенность  расхождения  хромосом  на  этой  стадии  мейоза:  гомологичные 
хромосомы  каждой  пары  расходятся  в  стороны  случайным  образом,  независимо 
от хромосом других пар. У каждого полюса оказывается вдвое меньше хромосом, 
чем было в клетке при начале деления. Затем наступает телофаза I, во время ко-
торой образуются две клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. 
Вслед за первым, сразу же следует второе мейотическое деление (мейоз II). 
Оно  отличается  от  митоза  только  тем,  что  количество  хромосом  в  метафазе  II 
вдвое меньше, чем количество хромосом в метафазе митоза у того же организма. 
Поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид, то в метафазе II центро-
меры хромосом делятся, и к полюсам расходятся хроматиды, которые становятся 
дочерними хромосомами. Только теперь наступает настоящая интерфаза. Из каж-
дой исходной клетки возникают четыре клетки с гаплоидным набором хромосом. 

54 
Разнообразие  гамет.  Рассмотрим  мейоз  клетки,  имеющей  три  пары  хро-
мосом (2п = 6). В этом случае после двух мейотических делений образуются че-
тыре клетки с гаплоидным набором хромосом (п=3). Поскольку хромосомы каж-
дой  пары  расходятся  в  дочерние  клетки  независимо  от  хромосом  других  пар. 
равновероятно образование восьми типов гамет с различным сочетанием хромо-
сом, присутствовавших в исходной материнской клетке. 
Еще большее разнообразие гамет обеспечивается конъюгацией и перекре-
стом  гомологичных  хромосом  в  профазе  мейоза,  что  имеет  очень  большое  об-
щебиологическое значение. 
Биологическое значение мейоза. Если бы в процессе мейоза не происходи-
ло уменьшения числа хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии 
ядер  яйцеклетки  и  сперматозоида  число  хромосом  увеличивалось  бы  бесконечно. 
Благодаря  мейозу  зрелые  половые  клетки  получают  гаплоидное  (п)  число  хромо-
сом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду дипло-
идное (2п) число. При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные поло-
вые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавли-
вается.  Следовательно,  обеспечивается  постоянный  для  каждого  вида  полный 
диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК. 
Происходящие в мейозе перекресты хромосом, обмен участками, а также 
независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют за-
кономерности  наследственной  передачи  признака  от  родителей  потомству.  Из 
каждой  пары  двух  гомологичных  хромосом,  входивших  в  хромосомный  набор 
диплоидных  организмов,  в  гаплоидном  наборе  яйцеклетки  или  сперматозоида 
содержится лишь одна хромосома. Эти процессы возникновения большого коли-
чества  качественно  различных  половых  клеток  способствуют  наследственной 
изменчивости. 
В  отдельных  случаях  вследствие нарушения  процесса  мейоза,  при  нерас-
хождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологич-
ной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это приво-
дит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели. 

55 
4.3. Образование половых клеток и оплодотворение. 
Зародышевое развитие организма 
 
Сперматогенез и овогенез (оогенез). По рассмотренной выше схеме мейо-
за идет сперматогенез — образование мужских половых клеток у животных и че-
ловека. Сперматогенез включает в себя стадии размножения, роста и созревания.  
На стадии роста  первичные половые клетки (содержат две пары сперматогонии) 
делятся митозом, на этой стадии они еще содержат двойной набор хромосом. На 
стадии  роста  происходит  удвоение  генетического  материала,  клетки  в  размере 
увеличиваются  незначительно и приступают  к  мейотическому  делению,  начало 
которого совпадает с началом стадии созревания. Из исходной клетки образуют-
ся  сначала    две  дочерние  клетки,  которые  затем  претерпевают  второе  деление 
мейоза.  В результате  двух  мейотических делений  из  каждой  незрелой  мужской 
половой клетки образуются четыре гаметы с гаплоидным набором хромосом (п). 
Превращение  этих  клеток  в  сперматозоиды  связано  со  сложными  процессами 
роста  и  специализации,  но  не  сопровождается  клеточным  делением.  Весь  цикл 
сперматогенеза длится от трех (у некоторых кишечнополостных) до восьмидеся-
ти (у человека) суток. 
Образование женских половых гамет — овогенез (оогенез) идет по той же 
схеме, но с некоторыми существенными отличиями. 
В результате неравномерного распределения цитоплазмы как при первом, 
так и при втором делениях мейоза только в одной клетке оказывается большой 
запас  питательных  веществ,  необходимых  для  развития  будущего  зародыша. 
Следовательно,  образуется  только  одна  зрелая  яйцеклетка  с  гаплоидным  набо-
ром  хромосом  (п)  и  три  маленькие  клеточки,  которые  впоследствии  исчезают
При  овогенезе  наряду  с  мейозом  происходит  так  называемое  созревание  яйце-
клетки, во время которого значительно увеличивается ее объем. 
Описанное выше различие сперматогенеза и овогенеза способствует обра-
зованию во много раз большего числа сперматозоидов по сравнению с яйцеклет-
ками. Это необходимо для обеспечения оплодотворения наибольшего числа яй-
цеклеток и, следовательно, для сохранения вида. 

56 
Строение  половых  клеток.  Яйцеклетки  разных  организмов  различаются 
по своему строению и размерам. Так, у мыши яйцеклетка имеет диаметр около 
61 мкм, у человека  — 150 — 200 мкм, а у страуса он равен нескольким санти-
метрам. Форма яйцеклетки обычно округлая, в ее цитоплазме расположены ми-
тохондрии,  рибосомы  и  большое  количество  запасных  питательных  веществ  в 
виде  желточных  зерен  и  белка.  Ядро  яйцеклетки  активно  функционирует,  что 
связано с процессами биосинтеза белка. 
Сперматозоиды намного мельче яйцеклеток. У разных животных они раз-
ной  формы,  но  большинство  из  них  имеет  головку  и  хвостик.  При  созревании 
сперматозоидов после мейоза, в отличие от яйцеклетки, происходит уменьшение 
размеров их клетки. Ядро уменьшается и перемещается в головку сперматозои-
да, большая часть цитоплазмы исчезает, остается лишь комплекс Гольджи, кото-
рый участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Мито-
хондрии сосредоточены у основания хвостика и поставляют энергию для его ко-
лебаний.  Благодаря  колебаниям  хвостика  зрелые  сперматозоиды  активно  дви-
жутся в окружающей их среде и достигают яйцеклеток. 
Оплодотворение у животных. Число и размеры половых клеток различны 
у разных животных и растений. Однако наблюдается такая закономерность: чем 
меньше вероятность встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем большее число по-
ловых клеток образуется в организме. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и 
сперму прямо в воду. Количество икринок у некоторых из них достигает громад-
ной величины (треска выметывает около 10 млн. икринок). У высших растений и 
животных  образуется  обычно  небольшое  количество  яйцеклеток  (до  нескольких 
десятков),  так  как  у  них  вероятность  оплодотворения  при  значительно  большем 
количестве сперматозоидов (или пыльцы) очень велика. 
Процесс  оплодотворения  состоит  из  нескольких  этапов:  проникновения 
сперматозоида в яйцо, слияния гаплоидных ядер обеих гамет с образованием ди-
плоидной клетки - зиготы, активации ее к дроблению и дальнейшему развитию. 
На примере лягушки рассмотрим, как происходит оплодотворение у живот-
ных. Неоплодотворенная икринка (яйцеклетка) покрыта несколькими защитными 

57 
оболочками,  предохраняющими  её  от  воздействия  неблагоприятных  внешних 
условий.  Сперматозоиды  активно  передвигаются  в  воде  и  передним  концом  го-
ловки пробуравливают защитные оболочки яйцеклетки. Как только сперматозоид 
проник в яйцеклетку, ее оболочки приобретают свойства, препятствующие досту-
пу  других  сперматозоидов.  Это  обеспечивает  слияние  ядра яйца  с  ядром  одного 
сперматозоида. У некоторых животных в яйцеклетку проникают два или несколь-
ко сперматозоидов, но в оплодотворении принимает участие лишь один, осталь-
ные погибают. В результате образуется оплодотворенная яйцеклетка, содержащая 
уже двойной (диплоидный) набор хромосом. 
 
4.4. Индивидуальное развитие организмов 
 
Процесс  индивидуального  развития  особи  от  момента  образования  зиготы 
до конца жизни организма носит название онтогенеза. Онтогенез – процесс, при-
сущий любому живому существу, независимо от сложности его организации. Ка-
ким  образом  из  оплодотворенной  яйцеклетки  развивается  новый  сложный  орга-
низм с большим числом так непохожих друг на друга органов и тканей? Каковы 
механизмы реализации той генетической информации, которая заключена в опло-
дотворенной яйцеклетке – данные вопросы будут рассмотрены ниже. 
Зародышевое развитие организмов. Дробление зиготы. Через несколько часов 
после оплодотворения наступает первая стадия зародышевого развития, называе-
мая дроблением, в результате которого зигота делится митозом на две клетки. Две 
образующиеся клетки не разъединяются. Затем каждая клетка опять делится так-
же на две и получается зародыш, состоящий из четырех, восьми и т.д. клеток. В 
процессе дробления количество клеток быстро растет, они становятся все мельче 
и мельче. Клетки в процессе дробления образуют сферу, внутри которой возника-
ет  полость;  с  момента  возникновения  полости  зародыш  называется  бластулой. 
Бластула состоит уже из нескольких сотен мелких клеток, но по размеру не от-
личается от зиготы. 
Гаструла. Вскоре после образования бластулы наступает следующая ста-
дия  развития  зародыша  –  гаструла.  В  процессе  образования  гаструлы  про-

58 
должаются митотические деления клеток и происходят существенные изменения 
в строении зародыша. 
Наиболее  широко  распространенным  способом  образования  гаструлы  яв-
ляется  впячивание внутрь  участка  стенки бластулы.  При  образовании  гаструлы 
клетки делятся митозом очень быстро и число их резко увеличивается. В отли-
чие  от  бластулы  гаструла  представляет  собой  двухслойный  мешок,  наружный 
слой клеток которого называют эктодермой. Внутренний слой гаструлы, высти-
лающий ее полость, называют энтодермой. 
Образование  трех  зародышевых  слоев.  У  зародышей  многоклеточных 
животных,  за  исключением  губок  и  кишечнополостных,  закладывается  еще  и 
третий зародышевый слой – мезодерма. Мезодерма образуется между первым и 
вторым зародышевыми слоями –  эктодермой и энтодермой. 
Образование органов. Деление клеток и их перемещение продолжаются и 
на  следующей  стадии,  называемой  нейрулой.  Главная  особенность  этой  стадии 
заключается в том, что в это время начинается закладка отдельных органов бу-
дущей  личинки  или  взрослого  организма.  На  стадии  нейрулы  из  эктодермы 
начинается  развитие  нервной  пластинки,  а  затем  нервной  трубки.  Из  нее  впо-
следствии  развиваются  головной  и  спинной  мозг.  Остальная  эктодерма  дает 
начало наружному слою кожного покрова, органам зрения и слуха. Одновремен-
но энтодерма образует трубку – будущий кишечник, выросты которого впослед-
ствии превращаются в легкие, печень, поджелудочную железу. Мезодерма дает 
начало хорде, мышцам, почкам, хрящевому и костному скелету, а также крове-
носным сосудам будущего организма. 
В  клетках  эмбриональных  зачатков  органов  активно  работают  разные 
участки хромосом (разные гены), что приводит к синтезу различных белков. 
Начальные стадии развития животных имеют много общего для всех орга-
низмов. Это является одним из доказательств единства происхождения всех жи-
вых организмов на Земле. 
Взаимное  влияние  частей  развивающегося  зародыша.  Специфичность 
работы клеток некоторых зачатков органов возникает не сразу, а лишь на опре-

59 
деленной стадии развития зародыша. Доказано, что зачатки будущих органов на 
стадии ранней гаструлы некоторых животных (земноводные, рыбы) могут изме-
нить ход своего развития, если их пересадить на другое место той же или другой 
гаструлы. 
У  эмбрионов  есть  участки,  способные  влиять  на  развитие  соседних  орга-
нов.  Данные  о  таком  взаимодействии  были  получены  в  опытах  по  пересадкам 
участка эктодермы, из которой формируется нервная система, на стадии гастру-
лы одной лягушки под брюшную эктодерму зародыша другой лягушки, находя-
щегося на той же стадии гаструлы. В процессе нормального развития этот уча-
сток влияет на формирование расположенной около него спинной эктодермы в 
нервную  пластинку.  В  условиях  опыта,  кроме  нормально  развивающейся  нерв-
ной  системы  вокруг  участка,  пересаженного  от  другой  особи,  также  образова-
лись нервная трубка, хорда, начиналось развитие второго головного и спинного 
мозга, так что получился двойной эмбрион. Следовательно, пересаженный уча-
сток  является  организатором,  который  влияет  на  окружающие  его  ткани,  т.е. 
обладает способностью направлять развитие клеток, приходящих в соприкосно-
вение с ним. 
Были обнаружены и другие организаторы, оказывающие влияние на разви-
тие прилежащих участков. Постепенно включаясь, они обеспечивают последова-
тельность протекания процесса развития зародыша. Подобные организаторы бы-
ли найдены при изучении развития зародышей птиц, млекопитающих, беспозво-
ночных, растений. 
Двойное  оплодотворение  у  растений.  Оплодотворение  у  растений  в 
принципе  сходно  с таковым  у  животных,  но имеет  свои  особенности.  Рассмот-
рим пример оплодотворения у цветкового растения с диплоидным набором хро-
мосом. В этом случае в пыльнике образуются микроспоры — пыльцевые зерна. 
Гаплоидное  ядро  внутри  пыльцевого  зерна  делится  на  два  ядра:  вегета-
тивное и генеративное. Обычно в это время пыльцевое зерно попадает на рыльце 
пестика  и,  образуя  пыльцевую  трубку,  прорастает  по  направлению  к  завязи.  В 
завязи  находится  зародышевый  мешок с  восемью  гаплоидными  клетками,  одна 
из которых является яйцеклеткой. В пыльцевой трубке генеративное ядро делит-

60 
ся еще раз, образуя два спермия. Один из них сливается с ядром яйцеклетки, и в 
результате образуется зигота с диплоидным набором хромосом. Из нее развива-
ется диплоидный зародыш семени будущее растение. Другой спермий сливается 
с двумя ядрами центральных клеток (две клетки из восьми, находящихся в заро-
дышевом  мешке).  В  результате  возникает  триплоидный  эндосперм,  т.е.  содер-
жащий три набора хромосом. В клетках такого эндосперма содержится запас пи-
тательных  веществ,  необходимых  для  развития  зародыша  растения.  Этот  про-
цесс называют двойным оплодотворением. Его открыл известный русский бота-
ник С.Г. Новашин. 
Биологическое значение оплодотворения. Биологическое значение опло-
дотворения состоит в том, что при слиянии женской и мужской половых клеток 
(происходящих, как правило, от двух разных особей) образуется новый организм, 
несущий в себе признаки матери и отца. При образовании половых клеток в мейо-
зе возникают гаметы с разным сочетанием хромосом, поэтому образующиеся по-
сле оплодотворения новые организмы могут сочетать в себе признаки обоих ро-
дителей в самых различных комбинациях. В результате этого происходит колос-
сальное увеличение наследственного разнообразия организмов. 

61 


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал