| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Хоча в процесі розвитку життя безстатеве розмноження виникло першим, статеве розмноження існує на Землі вже більше 3 млрд років. Воно виявляється в життєвих циклах всіх основних груп організмів. Поширеність статевого розмноження пояснюється тим, що воно забезпечує значне генетичну різноманітність і, отже, фенотипічну мінливість
Цим досягаються великі еволюційні та екологічні (розселення в різні середовища) можливості.
В основі статевого розмноження лежить статевий процес, суть якого зводиться до об'єднання в спадковому матеріалі для розвитку нащадка генетичної інформації від двох різних джерел - батьків. Подання про статевому процесі дає явище кон'югації, наприклад інфузорій. Він полягає в тимчасовому з'єднанні двох особин з метою обміну (рекомбінації) спадковим матеріалом. В результаті з'являються особини, генетично відмінні від батьківських організмів. Надалі вони здійснюють безстатеве розмноження. Оскільки кількість інфузорій після кон'югації залишається незмінним, говорити про розмноження в прямому сенсі немає підстав. У найпростіших статевої процес може здійснюватися у вигляді каплиці, яка полягає в злитті двох особин в одну, об'єднанні і рекомбінації спадкового матеріалу. Далі така особина розмножується поділом. На певному етапі еволюції у багатоклітинних організмів статевий процес як спосіб обміну генетичною інформацією між особинами в межах виду виявився пов'язаним з розмноженням.
Для участі в статевому розмноженні в батьківських організмах виробляються гамети - клітини, спеціалізовані до забезпечення генеративної функції. Злиття материнської та батьківської гамет призводить до виникнення зиготи - клітини, що представляє собою дочірню особину на першій, найбільш ранній стадії індивідуального розвитку.
У деяких організмів зигота утворюється в результаті об'єднання гамет, не відмітних за будовою. У таких випадках говорять про ізогамії. У більшості видів по структурним і функціональним ознаками статеві клітини діляться на материнські (яйцеклітини]) і батьківські (сперматозоїди). Як правило, яйцеклітини і сперматозоїди виробляються різними організмами - жіночими (самки) і чоловічими (самці). У підрозділі гамет на яйцеклітини і сперматозоїди, а особин - на самок і самців, полягає явище статевого диморфізму (Рис. 5.1; 5.2). Наявність його в природі відображає відмінності в завданнях, розв'язуваних в процесі статевого розмноження чоловічої чи жіночої гамет, самцем або самкою.
Освіта гамет обох видів в одному організмі, що має і чоловічі, і жіночі статеві залози, називають гермафродитизмом.
Гермафродит характерний для деяких паразитів людини, наприклад плоских хробаків. Незважаючи на продукцію гермафродитами і чоловічих, і жіночих гамет, самооплодотворение для них нетипово, що пов'язано зазвичай з розбіжністю часу дозрівання яйцеклітин і сперматозоїдів. Істинний гермафродитизм описаний і у людини. Найчастіше він розвивається в результаті порушення ембріогенезу при однаковому наборі статевих хромосом - XX або XY у всіх
Мал. 5.1. Статевий диморфізм на рівні статевих клітин.
А - яйцеклітина; Б - сперматозоїди; 1 - цитоплазма, 2 - ядро, 3 - хроматин ядра, 4 - шийка, 5 - джгутик, 6 - головка
Мал. 5.2. Статевий диморфізм у людей на організмовому рівні.
Характерні відмінності по: 1 - каріотип і головному статевого гормону, 2 - структурі волосся і характеру оволосіння, 3 - будовою гортані, 4 - розвитку молочних залоз, 5 - розвитку мускулатури, 6 - будовою статевих органів, 7 - розподілу жирової тканини, 8 - показниками зростання довгих трубчастих кісток
соматичних клітинах. У деяких людей гермафродитів виявлений мозаицизм за статевими хромосомами. Одні соматичні клітини мають пару XX, інші - XY.
Хоча запліднення є характерна ознака статевого розмноження, дочірній організм іноді розвивається з незаплідненої яйцеклітини. Це явище називають незайманим розвитком або партеногенезом. Джерелом спадкового матеріалу для розвитку нащадка в цьому випадку зазвичай служить ДНК яйцеклітини - гіногенез. рідше спостерігається андрогенез - розвиток нащадка з клітки з цитоплазмою ооцита і ядром сперматозоїда. Ядро жіночої гамети в разі андрогенеза гине.
Обов'язковий партеногенез є зміненою формою статевого розмноження в еволюції деяких видів тварин. У бджіл, наприклад, він використовується як механізм генотипичного визначення статі: жіночі особини (робочі бджоли і цариці) розвиваються із запліднених яйцеклітин, а чоловічі (трутні) - партеногене- тично. Партеногенез включений в життєві цикли багатьох паразитів. Він забезпечує зростання чисельності особин в умовах, що утрудняють зустріч партнерів протилежної статі. Є вказівки на можливість незайманого розвитку у людини. В яєчниках дівчат, які загинули під час випадкових обставин, за відсутності попереднього запліднення знаходили зародки на ранніх етапах дроблення. Неможливість завершеного партеногенезу у людей в даний час доведено і пов'язана з необхідністю наявності обох геномів, чоловічого і жіночого. Спостереження завершеного ембріогенезу з партеногенетичним розвитком відносно людини відсутні. При партеногенезе, як і при типовому статевому розмноженні, розвиваються особини з диплоїдними соматичними клітинами. Відновлення диплоїдного набору хромосом відбувається зазвичай шляхом злиття ооцита і редукційного тільця в другому поділі мейозу.
У деяких видів закономірно спостерігається поліембріонія - безстатеве розмноження зародка, що виникає шляхом статевого розмноження. Поліембріонія, наприклад, типова для броненосців і полягає в поділі клітинного матеріалу на стадії бластули між А-8 зародками, з яких розвиваються повноцінні особини. В результаті поліембріонії у людини народжуються однояйцеві близнюки.