Партеногенезом называется развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Встречается у ряда видов растений, беспозвоночных и позвоночных животных, кроме млекопитающих, у которых партеногенетические зародыши погибают на ранних стадиях эмбриогенеза. Партеногенез может быть искусственным и естественным.
Партеногенез чаще встречается у низших животных. У более высокоорганизованных его иногда удается вызвать искусственно, воздействием каких-либо факторов на неоплодотворенные яйцеклетки. Впервые его вызвал в 1885 г, русский зоолог А. А. Тихомиров у тутового шелкопряда
Искусственный партеногенез вызывается человеком путем активизации яйцеклетки воздействием на нее различными веществами, механическим раздражением, повышением температуры и т.д.
При естественном партеногенезе яйцо начинает дробиться и развиваться в эмбрион без участия сперматозоида, только под влиянием внутренних или внешних причин. Различают соматический и генеративный партеногенез. При генеративном, или гаплоидном, партеногенезе зародыш начинает развиваться из гаплоидной яйцеклетки (трутни пчел). При соматическом, или диплоидном партеногенезе зародыш начинает развиваться из диплоидной клетки: 1) или с диплоидного овоцита (мейоз не происходит), 2) или с клетки, образовавшейся в результате слияния двух гаплоидных ядер (мейоз происходит) (тли, дафнии, одуванчики).
Если развитие яйцеклетки происходит без участия ядра сперматозоида (некоторые рыбы, круглые черви), то такая разновидность партеногенеза называетсягиногенезом. При гиногенезе яйцеклетка стимулируется к развитию сперматозоидом мужской особи, пусть даже другого вида. Потом сперматозоид бесследно рассасывается в цитоплазме яйцеклетки, которая начинает развитие. В результате появляются однополые популяции, состоящие из одних самок. Гиногенез описан у мелкой тропической рыбки моллиенезии, нашего серебряного карася (икра его развивается при стимуляции спермой карпа, гольяна и других, одновременно нерестящихся рыб, в этом случае при дроблении зиготы отцовская ДНК разрушается, не оказывая влияния на признаки потомства), а также у некоторых саламандр. Его можно вызвать искусственно, воздействуя на зрелые икринки спермой, убитой рентгеновским облучением. В потомстве, естественно, получаются точные генетические копии самок.Однако именно сперматозоид стимулирует начало дробления яйцеклетки, хотя и не оплодотворяет ее.
Если развитие яйца происходит только за счет генетического материала сперматозоидов и цитоплазмы яйцеклетки, то в этом случае говорят обандрогенезе. Этот тип развития может осуществляться в том случае, если ядро яйцеклетки погибает еще до оплодотворения, а в яйцеклетку попадает не один, а несколько сперматозоидов (тутовый шелкопряд) При андрогенезе, наоборот, ядро яйцеклетки не развивается. Развитие организма идет за счет двух слившихся ядер сперматозоидов, попавших в нее (естественно, в потомстве получаются только одни самцы). Советский ученый Л. Астауров получил андрогенетических самцов тутового шелкопряда, оплодотворив спермой нормального самца яйцеклетки, ядра в которых были убиты облучением или высокой температурой. Совместно с В. А. Струнниковым он разработал методы искусственного получения андрогенетического потомства у тутового шелкопряда, что имеет большое практическое значение, так как гусеницы-самцы дают при образовании коконов больше шелка, чем самки.
Все же у высших животных партеногенетическое развитие чаще всего не идет до конца и развивающийся зародыш в конце концов погибает. Но некоторые виды и породы позвоночных более способны к партеногенезу. Например, известны партеногенетические виды ящериц. В последнее время была выведена порода индеек, неоплодотворенные яйца которых с высокой вероятностью проходят развитие до конца. Любопытно, что при этом потомство получается мужского пола (обычно при партеногенезе получаются самки). Загадка разгадывается легко: если, например, у человека и дрозофилы набор половых хромосом у женского пола XX (две хромосомы X), а у мужского XУ (хромосомы X и У), у птиц наоборот — самец имеет две одинаковые хромосомы 22, а у самки хромосомы разные (ХУ2). Половина неоплодотворенных яиц имеет одну хромосому XУ, половина — 2. В развивающейся партеногенетической яйцеклетке число хромосом удваивается. Полово́й диморфи́зм (от др.-греч. δι- — два, μορφή — форма) —анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, исключая различия в строении половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках
Размер. У млекопитающих и многих видов птиц самцы более крупные и тяжёлые, чем самки. У земноводных и членистоногих самки, как правило, крупнее самцов.
Волосяной покров. Борода у мужчин, грива у львов или бабуинов.
Окраска. Цвет оперения у птиц, особенно у утиных.
Кожа. Характерные наросты или дополнительные образования, такие как рога у оленевых, гребешок у петухов.
Зубы. Бивни у самцов индийского слона, более крупные клыки у самцов моржей и кабанов.
Некоторые животные, прежде всего рыбы, демонстрируют половой диморфизм только во время спаривания. Согласно одной из теорий, половой диморфизм выражен тем больше, чем различнее являются вклады обоих полов в уход за потомством. Также он является показателем уровня полигамии
Признаки, по которым отличаются особи разных полов делятся на первичные и вторичные. Первичные половые признаки это те, которые обеспечивают образование гамет и соединение их в процессе оплодотворения. У всех млекопитающих, в том числе собак, это половые железы (гонады), половые пути и наружные половые органы (гениталии). К вторичным половым признакам относят признаки и свойства организма, не обеспечивающие непосредственно процессы образования половых клеток, спаривания и оплодотворения, но играющие важную роль в половом размножении
Под влиянием половых гормонов внешний вид самцов, а у некоторых видов – самок, заметно преображаетсяНекоторые рыбы приобретают необыкновенно яркую окраску, у самцов копытных отрастают рога, у некоторых обезьян – гривы, усы и борода. У птиц образуются совершенно невероятные наряды из перьев, отрастают гребни, набухают сережки. У некоторых видов эти изменения сохраняются в течение всей жизни, у других же подобные наряды служат признаки готовности к размножению и проявляются только в брачный сезон. Подобные ритуальные органы обнаруживаются у представителей любой другой группы животного мира. Таковы, в частности, броские, яркие отметины и экстравагантные, удлиненные, расширенные или причудливо вырезанные перья многих птиц, видоизмененные плавники рыб, меняющие окраску кожные «воротники» рептилий. Все эти «украшения» явно демонстрируются перед прочими особями своего вида, перед самкой или соперником за счет специфических форм демонстративного поведения. С приближением сезона размножения под воздействием половых гормонов, животные начинают демонстрировать свои половые признаки. Они поднимают и опускают хохлы, распускают хвосты, как, например, павлины, производят множество ритуальных движений, в общих чертах весьма похожих у представителей разных таксономических групп. Очевидно, в ходе эволюции и сами украшения, и способы их показа развивались параллельно. Демонстрирование этих сигнальных структур несет жизненно важную информацию, которая указывает другим особям на половую принадлежность демонстрирующего животного, на его возраст, силу, право собственности на данный участок местности и т. д.
Половой диморфизм — явление общебиологическое, широко распространенное среди раздельнополых форм животных и растений. В некоторых случаях половой диморфизм проявляется в развитии таких признаков, которые явно вредны для их обладателей и снижают их жизнеспособность. Таковы, например, украшения и яркая окраска самцов у многих птиц, длинные хвостовые перья самца райской птицы, птицы-лиры, мешающие полету. Громкие крики и пение, резкие запахи самцов или самок также могут привлечь внимание хищников и ставят их в опасное положение. Развитие таких признаков казалось необъяснимым с позиций естественного отбора. Для их объяснения в 1871 г. Дарвином была предложена теория полового отбора[1]. Она вызывала споры ещё во времена Дарвина. Неоднократно высказывалось мнение, что это самое слабое место дарвиновского учения[
Наличие морфофизиологических различий между особями мужского и женского пола проявляется в широком спектре соматических, физиологических и поведенческих различий. Его сущность в особенностях процессов воспроизведения и собственно размножения. В нём отражается природная целесообразность — наиболее оптимальный механизм в воспроизведении, когда на генетическом уровне происходит не просто копировка, но создаётся возможность биологического контроля и выбраковывания невыгодных и отбор более выгодных видовых качеств. При этом женский пол олицетворяет устойчивость, через него действует стабилизирующий отбор, а мужской пол несёт функции подвижного начала и создаёт поле для эволюционной изменчивости. Современная биология объясняет наличие половых различий на всех уровнях развития и функционирования организма, но вместе с тем наряду с взаимоисключающими свойствами (один и тот же индивид не может в норме одновременно обладать мужскими и женскими гениталиями) существует множество бисексуальных качеств, присущих особям обоего пола. Это верно для соматических и поведенческих свойств, которые часто не совпадают. Понятие полового диморфизма первоначально не различало генетической, гормональной, морфологической, поведенческой и психологической дифференцировки индивидов. Предполагалось, что все эти измерения совпадают и детерминируются одними и теми же причинами, а по телосложению индивида можно судить и о его гормональной конституции, и о его ориентации психосексуалъной. На самом деле половые различия в психике не обязательно совпадают с морфологическими, соматическими признаками. Различают половую идентичность, то есть первичную идентификацию индивида с соответствующим полом, и полодиморфическое, т. е. связанное с полом, поведение. Мальчики, как правило, более активны, чаще участвуют в силовых играх, возне и т. д. Им свойственны драчливость, соревнования. В то же время девочки больше играют в куклы, «дом», семейные отношения, охотнее ухаживают за младшими детьми и т. д. Полодиморфическим является общение со сверстниками: предпочтение партнёров своего или другого пола, стиль взаимоотношений в группе и т. д. Существенные половые различия наблюдаются также в способах заботы о своей внешности, в украшениях и т. д.; определённые, хотя и не всегда строго фиксируемые, половые различия отмечаются в познавательных процессах, скорости психических реакций, обучаемости, специфических интеллектуальных способностях и т. д., в сексуальных ориентациях, эротическом влечении к представителям того или иного пола. следует рассматривать как взаимообусловленность и дополнительность мужских и женских качеств, которые генетически направлены на формирование физического и психологического взаимовлечения мужчины и женщины, что в свою очередь объективно выражает необходимость оптимального физического и духовного воспроизведения человека., как и всё структурно-функциональное содержание половой любви, имеет определённую направленность — воспроизводство через поколения. Поэтому всё привносимое в половые отношения культурой может соответствовать или не соответствовать природной направленности и поэтому должно подвергаться анализу: насколько те или иные нормы полового поведения соответствуют природе сексуальности человека, так как всякое несоответствующее ведёт либо к болезненным отклонениям, либо к последствиям, отражающимся на состоянии здоровья и судьбе детей. Половая мораль должна строиться и отражать не только опыт поколений, но и прогнозировать и отметать всё непригодное и поощрять всё необходимое, полезное. Отсюда вытекает искусственная ограниченность единой морали (для оценки полового поведения мужчин и женщин), в то время как двойная мораль соответствует правилам полового диморфизма и нуждается в возрождении и развитии ^
Половой диморфизм в телосложении и гормональном статусе.
Общие размеры и пропорции тела. Следует отметить, что половой диморфизм проявляется, прежде всего, в общих размерах тела. В различных популяциях Земного шара разница в длине тела составляет в среднем 9-10 см. Примерно так же отличается и вес тела. Вообще о природе полового диморфизма в размерах тела человека нет единого мнения. Высказывалась гипотеза о полигинном (полигамном) происхождении этого явления (от греч. polys – многий, gyne – жена, т.е. многоженство). Как известно, у многих видов млекопитающих, в том числе и приматов, самцы крупнее самок. У человека половой диморфизм может быть отражением потенциально полигинного взаимоотношения полов, однако в сообществах людей с полигинной брачной системой половой диморфизм даже слабее, чем в моногамных, практикующих единобрачие. Согласно другой точки зрения, бóльшая величина тела мужчин объясняется их преимущественным занятием охотой в палеолите, которое требовало значительной силы, но такая тенденция не прослеживается при сравнении сообществ современных охотников и собирателей, да и мустьерские охотники – (рассмотренные нами) неандертальцы – характеризовались скорее сглаженным половым диморфизмом в телосложении при малом росте. Высказывается так же мнение, что половой диморфизм является прямой генетической функцией увеличения размеров тела. Еще возможно, что выраженность полового диморфизма человека зависит от условий жизни: известно, что мужчины сильнее, чем женщины реагируют на неблагоприятные факторы среды. Половой диморфизм в пропорциях тела можно выявить разными способами, например, сравнением мужчин и женщин одинакового роста (как низкорослых, так и высокорослых). Такие исследования показали, что при одинаковой длине тела у мужчин выше отношение длины рук и ног, у них больше обхват грудной клетки, а ширина таза больше у женщин
www.ronl.ru
Партеногенезом называется развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Встречается у ряда видов растений, беспозвоночных и позвоночных животных, кроме млекопитающих, у которых партеногенетические зародыши погибают на ранних стадиях эмбриогенеза. Партеногенез может быть искусственным и естественным.
Партеногенез чаще встречается у низших животных. У более высокоорганизованных его иногда удается вызвать искусственно, воздействием каких-либо факторов на неоплодотворенные яйцеклетки. Впервые его вызвал в 1885 г, русский зоолог А. А. Тихомиров у тутового шелкопряда
Искусственный партеногенез вызывается человеком путем активизации яйцеклетки воздействием на нее различными веществами, механическим раздражением, повышением температуры и т.д.
При естественном партеногенезе яйцо начинает дробиться и развиваться в эмбрион без участия сперматозоида, только под влиянием внутренних или внешних причин. Различают соматический и генеративный партеногенез. При генеративном, или гаплоидном, партеногенезе зародыш начинает развиваться из гаплоидной яйцеклетки (трутни пчел). При соматическом, или диплоидном партеногенезе зародыш начинает развиваться из диплоидной клетки: 1) или с диплоидного овоцита (мейоз не происходит), 2) или с клетки, образовавшейся в результате слияния двух гаплоидных ядер (мейоз происходит) (тли, дафнии, одуванчики).
Если развитие яйцеклетки происходит без участия ядра сперматозоида (некоторые рыбы, круглые черви), то такая разновидность партеногенеза называетсягиногенезом. При гиногенезе яйцеклетка стимулируется к развитию сперматозоидом мужской особи, пусть даже другого вида. Потом сперматозоид бесследно рассасывается в цитоплазме яйцеклетки, которая начинает развитие. В результате появляются однополые популяции, состоящие из одних самок. Гиногенез описан у мелкой тропической рыбки моллиенезии, нашего серебряного карася (икра его развивается при стимуляции спермой карпа, гольяна и других, одновременно нерестящихся рыб, в этом случае при дроблении зиготы отцовская ДНК разрушается, не оказывая влияния на признаки потомства), а также у некоторых саламандр. Его можно вызвать искусственно, воздействуя на зрелые икринки спермой, убитой рентгеновским облучением. В потомстве, естественно, получаются точные генетические копии самок.Однако именно сперматозоид стимулирует начало дробления яйцеклетки, хотя и не оплодотворяет ее.
Если развитие яйца происходит только за счет генетического материала сперматозоидов и цитоплазмы яйцеклетки, то в этом случае говорят обандрогенезе. Этот тип развития может осуществляться в том случае, если ядро яйцеклетки погибает еще до оплодотворения, а в яйцеклетку попадает не один, а несколько сперматозоидов (тутовый шелкопряд) При андрогенезе, наоборот, ядро яйцеклетки не развивается. Развитие организма идет за счет двух слившихся ядер сперматозоидов, попавших в нее (естественно, в потомстве получаются только одни самцы). Советский ученый Л. Астауров получил андрогенетических самцов тутового шелкопряда, оплодотворив спермой нормального самца яйцеклетки, ядра в которых были убиты облучением или высокой температурой. Совместно с В. А. Струнниковым он разработал методы искусственного получения андрогенетического потомства у тутового шелкопряда, что имеет большое практическое значение, так как гусеницы-самцы дают при образовании коконов больше шелка, чем самки.
Все же у высших животных партеногенетическое развитие чаще всего не идет до конца и развивающийся зародыш в конце концов погибает. Но некоторые виды и породы позвоночных более способны к партеногенезу. Например, известны партеногенетические виды ящериц. В последнее время была выведена порода индеек, неоплодотворенные яйца которых с высокой вероятностью проходят развитие до конца. Любопытно, что при этом потомство получается мужского пола (обычно при партеногенезе получаются самки). Загадка разгадывается легко: если, например, у человека и дрозофилы набор половых хромосом у женского пола XX (две хромосомы X), а у мужского XУ (хромосомы X и У), у птиц наоборот — самец имеет две одинаковые хромосомы 22, а у самки хромосомы разные (ХУ2). Половина неоплодотворенных яиц имеет одну хромосому XУ, половина — 2. В развивающейся партеногенетической яйцеклетке число хромосом удваивается. Полово́й диморфи́зм (от др.-греч. δι- — два, μορφή — форма) —анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, исключая различия в строении половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках
Размер. У млекопитающих и многих видов птиц самцы более крупные и тяжёлые, чем самки. У земноводных и членистоногих самки, как правило, крупнее самцов.
Волосяной покров. Борода у мужчин, грива у львов или бабуинов.
Окраска. Цвет оперения у птиц, особенно у утиных.
Кожа. Характерные наросты или дополнительные образования, такие как рога у оленевых, гребешок у петухов.
Зубы. Бивни у самцов индийского слона, более крупные клыки у самцов моржей и кабанов.
Некоторые животные, прежде всего рыбы, демонстрируют половой диморфизм только во время спаривания. Согласно одной из теорий, половой диморфизм выражен тем больше, чем различнее являются вклады обоих полов в уход за потомством. Также он является показателем уровня полигамии
Признаки, по которым отличаются особи разных полов делятся на первичные и вторичные. Первичные половые признаки это те, которые обеспечивают образование гамет и соединение их в процессе оплодотворения. У всех млекопитающих, в том числе собак, это половые железы (гонады), половые пути и наружные половые органы (гениталии). К вторичным половым признакам относят признаки и свойства организма, не обеспечивающие непосредственно процессы образования половых клеток, спаривания и оплодотворения, но играющие важную роль в половом размножении
Под влиянием половых гормонов внешний вид самцов, а у некоторых видов – самок, заметно преображаетсяНекоторые рыбы приобретают необыкновенно яркую окраску, у самцов копытных отрастают рога, у некоторых обезьян – гривы, усы и борода. У птиц образуются совершенно невероятные наряды из перьев, отрастают гребни, набухают сережки. У некоторых видов эти изменения сохраняются в течение всей жизни, у других же подобные наряды служат признаки готовности к размножению и проявляются только в брачный сезон. Подобные ритуальные органы обнаруживаются у представителей любой другой группы животного мира. Таковы, в частности, броские, яркие отметины и экстравагантные, удлиненные, расширенные или причудливо вырезанные перья многих птиц, видоизмененные плавники рыб, меняющие окраску кожные «воротники» рептилий. Все эти «украшения» явно демонстрируются перед прочими особями своего вида, перед самкой или соперником за счет специфических форм демонстративного поведения. С приближением сезона размножения под воздействием половых гормонов, животные начинают демонстрировать свои половые признаки. Они поднимают и опускают хохлы, распускают хвосты, как, например, павлины, производят множество ритуальных движений, в общих чертах весьма похожих у представителей разных таксономических групп. Очевидно, в ходе эволюции и сами украшения, и способы их показа развивались параллельно. Демонстрирование этих сигнальных структур несет жизненно важную информацию, которая указывает другим особям на половую принадлежность демонстрирующего животного, на его возраст, силу, право собственности на данный участок местности и т. д.
Половой диморфизм — явление общебиологическое, широко распространенное среди раздельнополых форм животных и растений. В некоторых случаях половой диморфизм проявляется в развитии таких признаков, которые явно вредны для их обладателей и снижают их жизнеспособность. Таковы, например, украшения и яркая окраска самцов у многих птиц, длинные хвостовые перья самца райской птицы, птицы-лиры, мешающие полету. Громкие крики и пение, резкие запахи самцов или самок также могут привлечь внимание хищников и ставят их в опасное положение. Развитие таких признаков казалось необъяснимым с позиций естественного отбора. Для их объяснения в 1871 г. Дарвином была предложена теория полового отбора[1]. Она вызывала споры ещё во времена Дарвина. Неоднократно высказывалось мнение, что это самое слабое место дарвиновского учения[
Наличие морфофизиологических различий между особями мужского и женского пола проявляется в широком спектре соматических, физиологических и поведенческих различий. Его сущность в особенностях процессов воспроизведения и собственно размножения. В нём отражается природная целесообразность — наиболее оптимальный механизм в воспроизведении, когда на генетическом уровне происходит не просто копировка, но создаётся возможность биологического контроля и выбраковывания невыгодных и отбор более выгодных видовых качеств. При этом женский пол олицетворяет устойчивость, через него действует стабилизирующий отбор, а мужской пол несёт функции подвижного начала и создаёт поле для эволюционной изменчивости. Современная биология объясняет наличие половых различий на всех уровнях развития и функционирования организма, но вместе с тем наряду с взаимоисключающими свойствами (один и тот же индивид не может в норме одновременно обладать мужскими и женскими гениталиями) существует множество бисексуальных качеств, присущих особям обоего пола. Это верно для соматических и поведенческих свойств, которые часто не совпадают. Понятие полового диморфизма первоначально не различало генетической, гормональной, морфологической, поведенческой и психологической дифференцировки индивидов. Предполагалось, что все эти измерения совпадают и детерминируются одними и теми же причинами, а по телосложению индивида можно судить и о его гормональной конституции, и о его ориентации психосексуалъной. На самом деле половые различия в психике не обязательно совпадают с морфологическими, соматическими признаками. Различают половую идентичность, то есть первичную идентификацию индивида с соответствующим полом, и полодиморфическое, т. е. связанное с полом, поведение. Мальчики, как правило, более активны, чаще участвуют в силовых играх, возне и т. д. Им свойственны драчливость, соревнования. В то же время девочки больше играют в куклы, «дом», семейные отношения, охотнее ухаживают за младшими детьми и т. д. Полодиморфическим является общение со сверстниками: предпочтение партнёров своего или другого пола, стиль взаимоотношений в группе и т. д. Существенные половые различия наблюдаются также в способах заботы о своей внешности, в украшениях и т. д.; определённые, хотя и не всегда строго фиксируемые, половые различия отмечаются в познавательных процессах, скорости психических реакций, обучаемости, специфических интеллектуальных способностях и т. д., в сексуальных ориентациях, эротическом влечении к представителям того или иного пола. следует рассматривать как взаимообусловленность и дополнительность мужских и женских качеств, которые генетически направлены на формирование физического и психологического взаимовлечения мужчины и женщины, что в свою очередь объективно выражает необходимость оптимального физического и духовного воспроизведения человека., как и всё структурно-функциональное содержание половой любви, имеет определённую направленность — воспроизводство через поколения. Поэтому всё привносимое в половые отношения культурой может соответствовать или не соответствовать природной направленности и поэтому должно подвергаться анализу: насколько те или иные нормы полового поведения соответствуют природе сексуальности человека, так как всякое несоответствующее ведёт либо к болезненным отклонениям, либо к последствиям, отражающимся на состоянии здоровья и судьбе детей. Половая мораль должна строиться и отражать не только опыт поколений, но и прогнозировать и отметать всё непригодное и поощрять всё необходимое, полезное. Отсюда вытекает искусственная ограниченность единой морали (для оценки полового поведения мужчин и женщин), в то время как двойная мораль соответствует правилам полового диморфизма и нуждается в возрождении и развитии ^
Половой диморфизм в телосложении и гормональном статусе.
Общие размеры и пропорции тела. Следует отметить, что половой диморфизм проявляется, прежде всего, в общих размерах тела. В различных популяциях Земного шара разница в длине тела составляет в среднем 9-10 см. Примерно так же отличается и вес тела. Вообще о природе полового диморфизма в размерах тела человека нет единого мнения. Высказывалась гипотеза о полигинном (полигамном) происхождении этого явления (от греч. polys – многий, gyne – жена, т.е. многоженство). Как известно, у многих видов млекопитающих, в том числе и приматов, самцы крупнее самок. У человека половой диморфизм может быть отражением потенциально полигинного взаимоотношения полов, однако в сообществах людей с полигинной брачной системой половой диморфизм даже слабее, чем в моногамных, практикующих единобрачие. Согласно другой точки зрения, бóльшая величина тела мужчин объясняется их преимущественным занятием охотой в палеолите, которое требовало значительной силы, но такая тенденция не прослеживается при сравнении сообществ современных охотников и собирателей, да и мустьерские охотники – (рассмотренные нами) неандертальцы – характеризовались скорее сглаженным половым диморфизмом в телосложении при малом росте. Высказывается так же мнение, что половой диморфизм является прямой генетической функцией увеличения размеров тела. Еще возможно, что выраженность полового диморфизма человека зависит от условий жизни: известно, что мужчины сильнее, чем женщины реагируют на неблагоприятные факторы среды. Половой диморфизм в пропорциях тела можно выявить разными способами, например, сравнением мужчин и женщин одинакового роста (как низкорослых, так и высокорослых). Такие исследования показали, что при одинаковой длине тела у мужчин выше отношение длины рук и ног, у них больше обхват грудной клетки, а ширина таза больше у женщин
www.ronl.ru
Оплодотворение — это процесс слияния половых клеток. Образующаяся в результате оплодотворения диплоидная клетка — зигота — представляет собой начальный этап развития нового организма.
Процесс оплодотворения складывается из трех последовательных фаз: а) сближения гамет; б) активации яйцеклетки; в) слияния гамет, или сингамии.
1. Сближение сперматозоида с яйцеклеткой обеспечивается совокупностью неспецифических факторов, повышающих вероятность их встречи и взаимодействия. К ним относят скоординированность наступления готовности к оплодотворению у самца и самки, поведение самцов и самок, обеспечивающее совокупление и осеменение, избыточную продукцию сперматозоидов, крупные размеры яйцеклетки, а также вырабатываемые яйцеклетками и сперматозоидами химические вещества, способствующие сближению и взаимодействию половых клеток. Эти вещества, называемые гамонами (гормоны гамет), с одной стороны, активируют движение сперматозоидов, а с другой — их склеивание. В особой структуре сперматозоида — акросоме —локализуются протеолитические ферменты. У млекопитающих большое значение имеет пребывание сперматозоидов в половых путях самки, в результате чего мужские половые клетки приобретают оплодотворяющую способность (капацитация), т.е. способность к акросомной реакции.
В момент контакта сперматозоида с оболочкой яйцеклетки происходит акросомная реакция, во время которой под действием протеолитических ферментов акросомы яйцевые оболочки растворяются. Далее плазматические мембраны яйцеклетки и сперматозоида сливаются и через образующийся вследствие этого цитоплазматический мостик цитоплазмы обеих гамет объединяются. Затем в цитоплазму яйца переходят ядро и центриоль сперматозоида, а мембрана сперматозоида встраивается в мембрану яйцеклетки. Хвостовая часть сперматозоида у большинства животных тоже входит в яйцо, но потом отделяется и рассасывается, не играя какой-либо роли в дальнейшем развитии.
2. В результате контакта сперматозоида с яйцеклеткой происходит ее активация. Она заключается в сложных структурных и физико-химических изменениях. Благодаря тому что участок мембраны сперматозоида проницаем для ионов натрия, последние начинают поступать внутрь яйца, изменяя мембранный потенциал клетки. Затем в виде волны, распространяющейся из точки соприкосновения гамет, происходит увеличение содержания ионов кальция, вслед за чем также волной растворяются кортикальные гранулы. Выделяемые при этом специфические ферменты способствуют отслойке желточной оболочки; она затвердевает, это оболочка оплодотворения. Все описанные процессы представляют собой так называемую кортикальную реакцию. Одним из значений кортикальной реакции является предотвращение полиспермии, т.е. проникновения в яйцеклетку более одного сперматозоида. У млекопитающих кортикальная реакция не вызывает образования оболочки оплодотворения, но суть ее та же.
У таких животных, как морской еж, костистые рыбы и земноводные, все изменения цитоплазмы сопровождаются видимыми морфологическими перестройками. Эти явления получили название расслоения или сегрегации плазмы. Значение ее для дальнейшего эмбрионального развития будет рассмотрено ниже.
Активация яйцеклетки завершается началом синтеза белка на трансляционном уровне, поскольку мРНК, тРНК, рибосомы и энергия были запасены еще в овогенезе. Активация яйцеклетки может начаться и протекать до конца без ядра сперматозоида и без ядра яйцеклетки, что доказано опытами по энуклеации зиготы.
3. Яйцеклетка в момент встречи со сперматозоидом обычно находится на одной из стадий мейоза, заблокированной с помощью специфического фактора. У большинства позвоночных этот блок осуществляется на стадии метафазы II; у многих беспозвоночных, а также у трех видов млекопитающих (лошади, собаки и лисицы) блок происходит на стадии диакинеза. В большинстве случаев блок мейоза снимается после активации яйцеклетки вследствие оплодотворения. В то время как в яйцеклетке завершается мейоз, ядро сперматозоида, проникшее в нее, видоизменяется. Оно принимает вид интерфазного, а затем профазного ядра. За это время удваивается ДНК и мужской пронуклеус получает количество наследственного материала, соответствующего п2с, т.е. содержит гаплоидный набор редуплицированных хромосом.
Ядро яйцеклетки, закончившее мейоз, превращается в женский пронуклеус, также приобретая п2с. Оба пронуклеуса проделывают сложные перемещения, затем сближаются и сливаются (синкарион), образуя общую метафазную пластинку. Это, собственно, и есть момент окончательного слияния гамет — сингамия. Первое митотическое деление зиготы приводит к образованию двух клеток зародыша (бластомеров) с набором хромосом 2n2c в каждом.
Партеногенез (от греч. партеноз — девственница) — развитие без оплодотворения. В случае естественного партеногенеза развитие идет на основе цитоплазмы и пронуклеуса яйцеклетки. Особи, формирующиеся из яйцеклетки, имеют либо гаплоидный, либо диплоидный набор хромосом, так как чаще всего в начале дробления срабатывает один из механизмов удвоения числа хромосом. В одних случаях в ходе мейоза женской половой клетки выпадает стадия редукции числа хромосом и яйцеклетка получается с диплоидным пронуклеусом. В других случаях диплоидизация происходит во время первого деления дробления, при котором не происходит цитотомии.
Естественный партеногенез — явление редкое и, как правило, не бывает единственным способом размножения вида. Он либо чередуется с нормальным половым размножением, либо встречается у отдельных рас. Естественный партеногенез обнаружен у летних поколений некоторых ракообразных и коловраток, у пчел, ос, ряда чешуекрылых. Среди позвоночных партеногенетическое размножение описано у трех рас скальной ящерицы Армении, состоящих из одних самок. 40% яиц индеек, отложенных в отсутствие самца, могут начать развиваться, однако это развитие редко доходит до конца, чаще останавливается из-за возникающих аномалий. У других видов позвоночных естественное партеногенетическое размножение неизвестно.
Искусственный партеногенез возможен, по-видимому, у всех животных. Разработка методов партеногенетического развития — важная проблема в научном и прикладном отношениях. Большой вклад в эту проблему внесли отечественные исследователи А. А. Тихомиров, Б. Л. Астауров, В. А. Струнников. Обнаружено, что активация яйцеклетки сперматозоидом не является специфической. В качестве активирующих могут выступать многие физические и химические факторы. На тутовом шелкопряде было показано, что с помощью искусственного партеногенеза можно регулировать соотношение мужского и женского пола в популяции, получая большой экономический эффект.
Естественный партеногенез чаще всего случается при незавершенном оплодотворении, т.е. в тех случаях, когда имела место активация яйцеклетки, но ядро сперматозоида не участвовало в оплодотворении. В активированных яйцах используется информация только женского пронуклеуса. Такой вид партеногенеза называют гиногенезом. При искусственном партеногенезе можно удалить женский пронуклеус, и тогда развитие осуществится только за счет мужских пронуклеусов. Это андрогенез. В специальных опытах на морских ежах было установлено, что потомки наследуют либо только признаки матери при гиногенезе, либо только признаки отца — при андрогенезе. Это указывает на то, что наследственные свойства особи определяются в основном ядром, а не цитоплазмой.
www.ronl.ru
Партеногенезом называется развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Встречается у ряда видов растений, беспозвоночных и позвоночных животных, кроме млекопитающих, у которых партеногенетические зародыши погибают на ранних стадиях эмбриогенеза. Партеногенез может быть искусственным и естественным.
Партеногенез чаще встречается у низших животных. У более высокоорганизованных его иногда удается вызвать искусственно, воздействием каких-либо факторов на неоплодотворенные яйцеклетки. Впервые его вызвал в 1885 г, русский зоолог А. А. Тихомиров у тутового шелкопряда
Искусственный партеногенез вызывается человеком путем активизации яйцеклетки воздействием на нее различными веществами, механическим раздражением, повышением температуры и т.д.
При естественном партеногенезе яйцо начинает дробиться и развиваться в эмбрион без участия сперматозоида, только под влиянием внутренних или внешних причин. Различают соматический и генеративный партеногенез. При генеративном, или гаплоидном, партеногенезе зародыш начинает развиваться из гаплоидной яйцеклетки (трутни пчел). При соматическом, или диплоидном партеногенезе зародыш начинает развиваться из диплоидной клетки: 1) или с диплоидного овоцита (мейоз не происходит), 2) или с клетки, образовавшейся в результате слияния двух гаплоидных ядер (мейоз происходит) (тли, дафнии, одуванчики).
Если развитие яйцеклетки происходит без участия ядра сперматозоида (некоторые рыбы, круглые черви), то такая разновидность партеногенеза называетсягиногенезом. При гиногенезе яйцеклетка стимулируется к развитию сперматозоидом мужской особи, пусть даже другого вида. Потом сперматозоид бесследно рассасывается в цитоплазме яйцеклетки, которая начинает развитие. В результате появляются однополые популяции, состоящие из одних самок. Гиногенез описан у мелкой тропической рыбки моллиенезии, нашего серебряного карася (икра его развивается при стимуляции спермой карпа, гольяна и других, одновременно нерестящихся рыб, в этом случае при дроблении зиготы отцовская ДНК разрушается, не оказывая влияния на признаки потомства), а также у некоторых саламандр. Его можно вызвать искусственно, воздействуя на зрелые икринки спермой, убитой рентгеновским облучением. В потомстве, естественно, получаются точные генетические копии самок.Однако именно сперматозоид стимулирует начало дробления яйцеклетки, хотя и не оплодотворяет ее.
Если развитие яйца происходит только за счет генетического материала сперматозоидов и цитоплазмы яйцеклетки, то в этом случае говорят обандрогенезе. Этот тип развития может осуществляться в том случае, если ядро яйцеклетки погибает еще до оплодотворения, а в яйцеклетку попадает не один, а несколько сперматозоидов (тутовый шелкопряд) При андрогенезе, наоборот, ядро яйцеклетки не развивается. Развитие организма идет за счет двух слившихся ядер сперматозоидов, попавших в нее (естественно, в потомстве получаются только одни самцы). Советский ученый Л. Астауров получил андрогенетических самцов тутового шелкопряда, оплодотворив спермой нормального самца яйцеклетки, ядра в которых были убиты облучением или высокой температурой. Совместно с В. А. Струнниковым он разработал методы искусственного получения андрогенетического потомства у тутового шелкопряда, что имеет большое практическое значение, так как гусеницы-самцы дают при образовании коконов больше шелка, чем самки.
Все же у высших животных партеногенетическое развитие чаще всего не идет до конца и развивающийся зародыш в конце концов погибает. Но некоторые виды и породы позвоночных более способны к партеногенезу. Например, известны партеногенетические виды ящериц. В последнее время была выведена порода индеек, неоплодотворенные яйца которых с высокой вероятностью проходят развитие до конца. Любопытно, что при этом потомство получается мужского пола (обычно при партеногенезе получаются самки). Загадка разгадывается легко: если, например, у человека и дрозофилы набор половых хромосом у женского пола XX (две хромосомы X), а у мужского XУ (хромосомы X и У), у птиц наоборот — самец имеет две одинаковые хромосомы 22, а у самки хромосомы разные (ХУ2). Половина неоплодотворенных яиц имеет одну хромосому XУ, половина — 2. В развивающейся партеногенетической яйцеклетке число хромосом удваивается. Полово́й диморфи́зм (от др.-греч. δι- — два, μορφή — форма) —анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, исключая различия в строении половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках
Размер. У млекопитающих и многих видов птиц самцы более крупные и тяжёлые, чем самки. У земноводных и членистоногих самки, как правило, крупнее самцов.
Волосяной покров. Борода у мужчин, грива у львов или бабуинов.
Окраска. Цвет оперения у птиц, особенно у утиных.
Кожа. Характерные наросты или дополнительные образования, такие как рога у оленевых, гребешок у петухов.
Зубы. Бивни у самцов индийского слона, более крупные клыки у самцов моржей и кабанов.
Некоторые животные, прежде всего рыбы, демонстрируют половой диморфизм только во время спаривания. Согласно одной из теорий, половой диморфизм выражен тем больше, чем различнее являются вклады обоих полов в уход за потомством. Также он является показателем уровня полигамии
Признаки, по которым отличаются особи разных полов делятся на первичные и вторичные. Первичные половые признаки это те, которые обеспечивают образование гамет и соединение их в процессе оплодотворения. У всех млекопитающих, в том числе собак, это половые железы (гонады), половые пути и наружные половые органы (гениталии). К вторичным половым признакам относят признаки и свойства организма, не обеспечивающие непосредственно процессы образования половых клеток, спаривания и оплодотворения, но играющие важную роль в половом размножении
Под влиянием половых гормонов внешний вид самцов, а у некоторых видов – самок, заметно преображаетсяНекоторые рыбы приобретают необыкновенно яркую окраску, у самцов копытных отрастают рога, у некоторых обезьян – гривы, усы и борода. У птиц образуются совершенно невероятные наряды из перьев, отрастают гребни, набухают сережки. У некоторых видов эти изменения сохраняются в течение всей жизни, у других же подобные наряды служат признаки готовности к размножению и проявляются только в брачный сезон. Подобные ритуальные органы обнаруживаются у представителей любой другой группы животного мира. Таковы, в частности, броские, яркие отметины и экстравагантные, удлиненные, расширенные или причудливо вырезанные перья многих птиц, видоизмененные плавники рыб, меняющие окраску кожные «воротники» рептилий. Все эти «украшения» явно демонстрируются перед прочими особями своего вида, перед самкой или соперником за счет специфических форм демонстративного поведения. С приближением сезона размножения под воздействием половых гормонов, животные начинают демонстрировать свои половые признаки. Они поднимают и опускают хохлы, распускают хвосты, как, например, павлины, производят множество ритуальных движений, в общих чертах весьма похожих у представителей разных таксономических групп. Очевидно, в ходе эволюции и сами украшения, и способы их показа развивались параллельно. Демонстрирование этих сигнальных структур несет жизненно важную информацию, которая указывает другим особям на половую принадлежность демонстрирующего животного, на его возраст, силу, право собственности на данный участок местности и т. д.
Половой диморфизм — явление общебиологическое, широко распространенное среди раздельнополых форм животных и растений. В некоторых случаях половой диморфизм проявляется в развитии таких признаков, которые явно вредны для их обладателей и снижают их жизнеспособность. Таковы, например, украшения и яркая окраска самцов у многих птиц, длинные хвостовые перья самца райской птицы, птицы-лиры, мешающие полету. Громкие крики и пение, резкие запахи самцов или самок также могут привлечь внимание хищников и ставят их в опасное положение. Развитие таких признаков казалось необъяснимым с позиций естественного отбора. Для их объяснения в 1871 г. Дарвином была предложена теория полового отбора[1]. Она вызывала споры ещё во времена Дарвина. Неоднократно высказывалось мнение, что это самое слабое место дарвиновского учения[
Наличие морфофизиологических различий между особями мужского и женского пола проявляется в широком спектре соматических, физиологических и поведенческих различий. Его сущность в особенностях процессов воспроизведения и собственно размножения. В нём отражается природная целесообразность — наиболее оптимальный механизм в воспроизведении, когда на генетическом уровне происходит не просто копировка, но создаётся возможность биологического контроля и выбраковывания невыгодных и отбор более выгодных видовых качеств. При этом женский пол олицетворяет устойчивость, через него действует стабилизирующий отбор, а мужской пол несёт функции подвижного начала и создаёт поле для эволюционной изменчивости. Современная биология объясняет наличие половых различий на всех уровнях развития и функционирования организма, но вместе с тем наряду с взаимоисключающими свойствами (один и тот же индивид не может в норме одновременно обладать мужскими и женскими гениталиями) существует множество бисексуальных качеств, присущих особям обоего пола. Это верно для соматических и поведенческих свойств, которые часто не совпадают. Понятие полового диморфизма первоначально не различало генетической, гормональной, морфологической, поведенческой и психологической дифференцировки индивидов. Предполагалось, что все эти измерения совпадают и детерминируются одними и теми же причинами, а по телосложению индивида можно судить и о его гормональной конституции, и о его ориентации психосексуалъной. На самом деле половые различия в психике не обязательно совпадают с морфологическими, соматическими признаками. Различают половую идентичность, то есть первичную идентификацию индивида с соответствующим полом, и полодиморфическое, т. е. связанное с полом, поведение. Мальчики, как правило, более активны, чаще участвуют в силовых играх, возне и т. д. Им свойственны драчливость, соревнования. В то же время девочки больше играют в куклы, «дом», семейные отношения, охотнее ухаживают за младшими детьми и т. д. Полодиморфическим является общение со сверстниками: предпочтение партнёров своего или другого пола, стиль взаимоотношений в группе и т. д. Существенные половые различия наблюдаются также в способах заботы о своей внешности, в украшениях и т. д.; определённые, хотя и не всегда строго фиксируемые, половые различия отмечаются в познавательных процессах, скорости психических реакций, обучаемости, специфических интеллектуальных способностях и т. д., в сексуальных ориентациях, эротическом влечении к представителям того или иного пола. следует рассматривать как взаимообусловленность и дополнительность мужских и женских качеств, которые генетически направлены на формирование физического и психологического взаимовлечения мужчины и женщины, что в свою очередь объективно выражает необходимость оптимального физического и духовного воспроизведения человека., как и всё структурно-функциональное содержание половой любви, имеет определённую направленность — воспроизводство через поколения. Поэтому всё привносимое в половые отношения культурой может соответствовать или не соответствовать природной направленности и поэтому должно подвергаться анализу: насколько те или иные нормы полового поведения соответствуют природе сексуальности человека, так как всякое несоответствующее ведёт либо к болезненным отклонениям, либо к последствиям, отражающимся на состоянии здоровья и судьбе детей. Половая мораль должна строиться и отражать не только опыт поколений, но и прогнозировать и отметать всё непригодное и поощрять всё необходимое, полезное. Отсюда вытекает искусственная ограниченность единой морали (для оценки полового поведения мужчин и женщин), в то время как двойная мораль соответствует правилам полового диморфизма и нуждается в возрождении и развитии ^
Половой диморфизм в телосложении и гормональном статусе.
Общие размеры и пропорции тела. Следует отметить, что половой диморфизм проявляется, прежде всего, в общих размерах тела. В различных популяциях Земного шара разница в длине тела составляет в среднем 9-10 см. Примерно так же отличается и вес тела. Вообще о природе полового диморфизма в размерах тела человека нет единого мнения. Высказывалась гипотеза о полигинном (полигамном) происхождении этого явления (от греч. polys – многий, gyne – жена, т.е. многоженство). Как известно, у многих видов млекопитающих, в том числе и приматов, самцы крупнее самок. У человека половой диморфизм может быть отражением потенциально полигинного взаимоотношения полов, однако в сообществах людей с полигинной брачной системой половой диморфизм даже слабее, чем в моногамных, практикующих единобрачие. Согласно другой точки зрения, бóльшая величина тела мужчин объясняется их преимущественным занятием охотой в палеолите, которое требовало значительной силы, но такая тенденция не прослеживается при сравнении сообществ современных охотников и собирателей, да и мустьерские охотники – (рассмотренные нами) неандертальцы – характеризовались скорее сглаженным половым диморфизмом в телосложении при малом росте. Высказывается так же мнение, что половой диморфизм является прямой генетической функцией увеличения размеров тела. Еще возможно, что выраженность полового диморфизма человека зависит от условий жизни: известно, что мужчины сильнее, чем женщины реагируют на неблагоприятные факторы среды. Половой диморфизм в пропорциях тела можно выявить разными способами, например, сравнением мужчин и женщин одинакового роста (как низкорослых, так и высокорослых). Такие исследования показали, что при одинаковой длине тела у мужчин выше отношение длины рук и ног, у них больше обхват грудной клетки, а ширина таза больше у женщин
www.ronl.ru
Олег Макаров
Большая часть мира живого разделена пополам. По полам. На пол женский и пол мужской. Сделав производство потомства делом двух особей вместо одной, природа совершила шаг вперед, так как смешение генетического материала дает шанс на появление более жизнеспособных организмов
Но есть и обратный путь. Порой в силу разных причин женская особь, давая жизнь потомству, обходится, так сказать, без папы… Это явление получило в научном обиходе название «партеногенез» — от двух греческих слов «партенос» (дева) и «генезис» (порождение"). Вообще говоря, мы с детских лет знаем, что новые живые организмы вполне могут возникать без всяких там тычинок и пестиков. Кустик клубники, например, раскидывая по грядке свои длинные усы, вырастит себе потомство в виде точно таких же кустиков. Воткнутая в землю ветка (модное слово «клон» — по-гречески черенок") превратится в новое дерево. Исторически предшествовавшее половому бесполое размножение строится на процессе митоза – простом делении живой клетки. В результате образуются две абсолютно идентичные клетки с одинаковым набором генов – точные копии родительской, сохранившие, образно выражаясь, все достоинства и пороки. Изменения от поколения к поколению могут происходить лишь в результате генетических мутаций. Правда, микробы прекрасно приспосабливаются к меняющимся условиям среды, но они берут числом и скоростью размножения. И даже у них существует что-то вроде полового процесса – обмена генами между клетками одного, а иногда и совершенно разных видов. А у подавляющего большинства растений и самых примитивных представителей животного царства (вроде дождевых червей и морских звезд), способных к вегетативному размножению, оно дополняет, но не заменяет половой процесс.
Игра природы
При половом размножении чертеж нового организма, заложенный в его ДНК, создается случайным сочетанием генетического материала двух родителей. Игральные кости брошены на стол. Какая комбинация выйдет в итоге – повышающая или понижающая шансы на выигрыш в борьбе за существование, – дело случая, но без постоянной перетасовки генов и отбора их оптимальных комбинаций сложные многоклеточные организмы не смогли бы эволюционировать. Если продолжить ассоциацию с азартными играми, геном эукариотических (имеющих клеточное ядро) организмов, от дрожжей до человека, составлен из двух «колод» – парных генов (аллелей), расположенных на парных хромосомах. Соматические (телесные) клетки при росте организма и замещении отмерших клеток размножаются тем же простым делением – митозом, при котором набор хромосом передается неизменным от родительской клетки дочерним. Мутации в соматических клетках могут привести к различным (обычно неприятным) последствиям, но в следующее поколение они не передаются.
Половые клетки образуются в результате намного более сложного процесса деления – мейоза, при котором из первичных половых клеток – оогониев (женских) и сперматогониев (мужских) – образуются соответственно яйцеклетки и сперматозоиды. При этом диплоидная (несущая в себе полный набор генетической информации в двух парах хромосом) первичная половая клетка превращается в гаплоидную, с одной из каждой пары хромосом и, соответственно, одним из каждой пары родительских генов. При этом хромосомы обмениваются участками, и каждой яйцеклетке или сперматозоиду достается случайный набор генов, полученных от бабушки и дедушки будущего младенца.
Две половые клетки сольются в одну – зиготу, которая некоторое время спустя начнет делиться митотическим способом, развиваясь в зародыш. Но и неоплодотворенная яйцеклетка может начать делиться – именно это и называется партеногенезом. Следует сразу уточнить: партеногенез является не бесполым размножением, а разновидностью полового (с присущими ему биологическими процессами), однако с участием лишь женских половых клеток.
Целомудренные коловратки
Партеногенез в живой природе нельзя назвать чем-то исключительным. Коловратки – крошечные (от 40 мкм до 2 мм) обитатели пресноводных водоемов, выделенные в отдельный тип царства животных, – уже 40 млн лет представлены только женскими особями, производящими потомство исключительно путем партеногенеза.
При всей прогрессивности полового размножения вариант с происхождением потомства от одной особи имеет свои плюсы. Например когда среда благоприятствует быстрому размножению вида и вокруг достаточно пищи для многочисленного потомства, партеногенез дает выигрыш в скорости заселения этой среды. В этом случае можно по жертвовать генетическим разнообразием (потомство несет в себе лишь хромосомы матери), зато мобилизовать потенциал вида на выполнение только материнских функций. Как только условия изменятся в неблагоприятную сторону, можно снова вернуться к оплодотворению, создавая менее многочисленные, но более приспособленные организмы. Но коловратки – это скорее исключение из правил. У многих видов растений, членистоногих, земноводных, рептилий и даже птиц существует не облигатная (обязательная) форма партеногенеза, а факультативная – при подходящих обстоятельствах. Например, у некоторых видов тлей переход к партеногенезу и обратно имеет характер сезонных колебаний.
Затосковавшая акула
Удивительно, однако, что порой к партеногенезу прибегают виды живых организмов, которые ранее не были в этом замечены. В последние годы описаны несколько поразительных случаев партеногенеза у акул, для которых этот способ размножения обычно не свойственен. В 2001 году в зоопарке Henry Doorly в штате Небраска (США) малоголовая рыба-молот (разновидность акулы) произвела на свет детеныша после длительного пребывания в резервуаре с водой, где не было самцов. Это «непорочное зачатие» поначалу поставило ученых в тупик. В числе прочих рассматривался вариант с длительным сохранением спермы от давнего полового контакта – такое явление «ложного партеногенеза» порой наблюдается в природе. Расставить точки над «i» помог несчастный случай: выросший детеныш погиб от укола ската. Результат ДНК-анализа однозначно показал, что в клетках детеныша не было никакого генетического материала, кроме материнского. Некая программа, спрятанная в ДНК акулы, которая в естественных условиях размножается исключительно через оплодотворение, включила резервный механизм сохранения вида – партеногенез. Таким образом, причиной партеногенетического размножения может стать и отсутствие самцов – например, на границе ареала вида.
Похожий случай произошел в 2002 году в океанариуме Детройта (США), а затем в Венгрии. В 2006 году в лондонском зоопарке партеногенетический детеныш вылупился из яйца самки комодского варана. На воле комодские вараны также не прибегают к партеногенезу.
Соперники Бога
В рассуждениях о партеногенезе неизбежно всплывает тема одного из главных догматов христианства – непорочного зачатия Девы Марии. Не хранят ли евангельские предания свидетельство о партеногенетическом рождении человека? Противники этой версии указывают на то, что, будь это так, младенец Иисус должен был бы родиться девочкой – разумеется, из-за отсутствия в яйцеклетке Y-хромосом. Трудно рассуждать на эту тему всерьез, ведь если встать на религиозную точку зрения, то надо вспомнить об участии в непорочном зачатии Святого Духа, которому при его всемогуществе подвластно невозможное. Однако если вынести за скобки вмешательство сверхъестественных сил, то не только человек, но и любое другое млекопитающее к «непорочному зачатию» неспособны. На пути партеногенеза человека природой воздвигнут мощный заслон, имя которому – геномный импринтинг.
Смысл этого мудреного термина заключается в том, что для развивающегося зародыша млекопитающего, образно говоря, не безразлично, от кого достался тот или иной ген – от мамы или от папы. Ген, отвечающий за развитие какого-нибудь жизненного важного органа, просто не будет работать, проявлять себя, если он имеет неправильный половой маркер. Именно поэтому, даже если заставить яйцеклетку млекопитающего делиться, скажем, с помощью неких внешних раздражителей, нет никаких шансов на то, что в результате на свет появится жизнеспособный организм. Геномный импринтинг заблокирует развитие зародыша на ранних стадиях. Если, конечно, в дело не вмешается генная инженерия.
Добиться первого партеногенетического рождения млекопитающих удалось в 2004 году ученым из Токийского сельскохозяйственного университета. Японцы применили разработанную ими технологию гаплоидизации, то есть искусственного (без мейоза) превращения соматических клеток самки мыши в гаплоидные (подобные то ли мужским, то ли женским). Затем в лабораторных условиях удалось добиться слияния этих клеток, «обманув» при помощи особых технологий геномный импринтинг. И наконец, уже в материнском организме, из клетки начал развиваться зародыш.
О том, насколько тяжело далось генетикам вмешательство в святая святых живой природы, говорят цифры. Проведя порядка шести сотен экспериментов со слиянием искусственно гаплоидизированных клеток, японцы смогли получить всего 24 беременности, только две из которых закончились родами. Развиться же в полноценный организм удалось лишь одному детенышу. Впрочем, для начала результат не так уж плох: у незабвенной Долли на стадии оплодотворения было почти триста сестер.
Просто фантастика
Клонирование приматов из-за особенностей развития их оплодотворенных яйцеклеток во время самых первых делений технически все еще невозможно. И ни один серьезный ученый не ставил перед собой задачу репродуктивного клонирования человека. Многочисленные попытки научиться выращивать человеческие эмбрионы методом переноса клеточного ядра – того же самого, с помощью которого родилась Долли –нужны для терапевтического клонирования. При этом, как и при получении культур эмбриональных стволовых клеток из «отходов» экстракорпорального оплодотворения (оплодотворенных про запас яйцеклеток), эмбрион из яйцеклетки с пересаженным ядром донора предполагается разрушать на ранней стадии. Такие клетки не будут отторгаться при клеточной терапии и пересадке донору изготовленных из них тканей и даже целых органов.
Но и работы с обычными клетками человеческих эмбрионов, и любое, даже терапевтическое, клонирование человеческих клеток вызывают сопротивление со стороны религиозных фундаменталистов и прочих блюстителей морали. Это одна из причин, по которым некоторые специалисты пытались идти обходными путями – например, получить химерные эмбрионы из ядра соматической клетки человека и яйцеклетки коровы или кролика.
Все эти окольные тропы привели в тупики, кроме одной: в июле 2007 года группе ученых из московского Центра акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН и американской корпорации Lifeline Cell Technology удалось вырастить шесть линий полипотентных (способных, как эмбриональные, превращаться в любые ткани организма) стволовых клеток из неоплодотворенных человеческих яйцеклеток. Достижение впечатляющее, хотя таким методом можно получать культуры терапевтических клеток только для женщин детородного возраста. И похоже, это направление развиваться не будет.
Уже в ноябре того же 2007 года две группы ученых из Висконсинского и Киотского университетов одновременно объявили о разработке методов получения искусственно индуцированных плюрипотентных клеток (iPSC) из фибробластов, обычных клеток кожи. Для того чтобы взрослые клетки «впали в детство», в них пришлось с помощью вирусного носителя ввести работающие копии четырех генов, активных во время эмбрионального развития и заблокированных во взрослом организме. Новую методику уже опробовали в новых лабораториях, а в феврале 2009 года человеческие iPSC впервые были использованы для восстановления поврежденного спинного мозга – пока у мышей, но можно надеяться, что через несколько лет дело дойдет до первых клинических исследований на людях.
Возможно, именно эти эксперименты поставят жирную точку на биоэтических спорах, оставив тему партеногенеза авторам фантастических романов, предвещающих появление мира без мужчин. К счастью, пока не похоже, чтобы женщины к такому миру сильно стремились.
Благодарим за помощь в написании статьи Александра Чубенко – редактора портала «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
Две мамы – один папа
Для экспериментов с видами размножения живых существ у природы была почти вечность. Сегодняшние мастера генной инженерии стараются уложиться в более сжатые сроки, предлагая свои сенсационные решения
Органоид с норовом
Исследователи из Университета Ньюкасла (Великобритания) объявили, что ими найден способ искоренить ряд серьезных заболеваний, передающихся по наследству посредством митохондрий. Митохондрия – один из важнейших органоидов живой клетки, который отвечает за энергетическое обеспечение внутриклеточных процессов. Как считается, митохондрия происходит от древней бактерии, некогда внедрившейся в эукариотическую (ядерную) клетку. От прародителя органоид унаследовал собственную ДНК. Если в ней возникают сбои, митохондрия функционирует неправильно, что отражается на жизнедеятельности всей клетки.
У мышей все ОК
Чтобы справиться с этой проблемой, шотландские ученые предлагают пересаживать ядро оплодотворенной яйцеклетки с митохондриальными дефектами в здоровую яйцеклетку, полученную от донора. Предварительно из донорской клетки удаляется вся генетическая информация, кроме той, что отвечает за производство митохондрий. Таким образом возникнет зародыш, в котором будет присутствовать генетический материал двух женщин и одного мужчины. Опыты, проведенные на мышах, показывают, что остатки донорской ДНК никак не влияют на развитие детеныша и лишь помогают избавить его от связанных с митохондриями заболеваний. С помощью этого метода удалось получить и человеческие эмбрионы, которые нормально развивались, но были уничтожены на шестой день после оплодотворения. Идти дальше в этом направлении пока мешают соображения юридического и биоэтического характера.
Половинка к половинке
И у акул, и у варана партеногенетические детеныши имели женский пол
Хитрости индейки
Это естественно для живых организмов, у которых мужской пол передается через Y-хромосому, находящуюся только в мужских половых клетках. У некоторых видов живых существ наследование пола осуществляется иначе: например, у одной из пород индеек многие яйца развиваются партеногенетически, и из них появляются только самцы. У пчел и муравьев партеногенез используется для регулирования соотношения полов: из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы. А некоторые виды костистых рыб «соблазняют» самцов другого вида. Сперматозоид при этом не проникает в яйцеклетку, а только стимулирует удвоение ее хромосом и деление. Однако можно ли сказать, что эти детеныши были клонами, точной генетической копией материнских организмов? Нет, в данном случае это не так.
Возможны варианты
Дело в том, что биологически партеногенез осуществляется в основном двумя путями. Один из них заключается в том, что первичная женская половая клетка, не проходя стадию мейоза, начинает делиться митотическим путем, создавая собственную копию. В случае же с высокоразвитыми животными полученная в ходе мейоза яйцеклетка, имеющая, как мы помним, гаплоидный – половинный – набор хромосом, сливается с другой яйцеклеткой, тоже с половинным, но по-другому скомбинированным набором «бабушкиных и „дедушкиных“ хромосом. Происходит своего рода имитация зачатия, но генотип и определяемые им свойства организма при этом будут в той или иной степени отличаться от материнской.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
Термин „стволовые клетки“ был введен в научный оборот русским гистологом Александром Максимовым (1874–1928).
Им обозначается особый тип клеток живого организма, которые способны дифференцироваться, превращаясь в специализированные клетки различных тканей. Оплодотворенная клетка (зигота) относится к тотипотентным (то есть „всемогущим“) стволовым клеткам, ведь от нее происходит все, что есть в организме. Тотипотентность сохраняют и клетки, полученные после нескольких первых делений (дроблений) зиготы. Позже возникают плюрипотентные стволовые клетки, каждая из которых может произвести специализированные клетки множества типов, однако, в отличие от тотипотентных, неспособна дать начало целому организму. Более низкий уровень иерархии – мультипотентные стволовые клетки с еще меньшими возможностями дифференциации. Специализированная клетка называется унипотентной. Стволовые клетки, в отличие от специализированных, могут делиться бесконечно, в то время как зрелые унипотентные клетки имеют ограниченное количество циклов деления. Использование стволовых клеток открывает широкие перспективы в медицине.
Список литературы
Популярная механика № 3 (77)март 2009
www.ronl.ru
Умное слово, вынесенное в название этой заметки, означает, согласно учебникам биологии, девственное размножение, при котором женская яйцеклетка развивается без оплодотворения, то есть без участия существа мужского пола. Распространено у многих низших животных, у приматов же, в том числе у человека, отрицается. Точнее было бы сказать «категорически отрицалось, а теперь отрицается даже маститыми учеными с некоторым замешательством». Потому как конец XX века характеризуется кризисом сурового материализма в умах не только в нашей стране проигравшего социализма, но и на цивилизованном Западе, где верить в чудеса можно было всегда. Хотя как раз в университетских лабораториях шотландского Глазго, американского Денвера, немецкого Ганновера, итальянской Падуи, да всех и не перечислишь, чудесами это как раз и не склонны считать. Ведь если внимательно посмотреть в глубь веков, то особо частым явлением рождение ребенка без участия мужчины не назовешь, но и казуистикой оно тоже не было. Дабы избежать кощунства. Не будем подробно останавливаться на Пресвятой деве Марии и рождении ею сына Божьего. Упоминаем лишь. Что она с Иосифом вели передвижной образ жизни, ездили на ослах из города в город, подолгу жили около рек и морей, где почва сейсмически не спокойна. Подробнее остановимся на амазонках. Дамы, как известно, мужчин не любили настолько, что жили но отдельном от нормальных людей острове, и попадавших к ним обладателей отличных от своих половых признаков уничтожали после выполнения теми своих традиционных обязанностей по зачатию новой жизни. То, что существование таких женщин — не голая легенда, почти уже доказано археологами, антропологами, историками и даже психологами (последние, правда, из числа лесбиянок, но научной ценности их работ это не умаляет). И вот тут возникает вопрос — как же все-таки дело обстояло с продолжением рода? Версия «мужчины на ночь» достаточно сомнительна с позиций сегодняшней биологии, а конкретнее клинической генетики. Амазонки существовали достаточно долго — около пяти веков, были достаточно многочисленными. И, следовательно, мужчина им надо бы было тоже достаточно много. Но если они жили на отдаленных территориях, то как такое количество носителей У-хромосомы к ним попадало, и если мужчин было много, то почему они так долго не могли справиться с воинственными, хорошо вооруженными, умеющими воевать. Но все же женщинами? Версия неоднократного использования одного и того же мужчины для целей оплодотворения сразу несколькими женщинами больше подходит для «Пентхауза», чем для серьезного исследования. Тогда получится, что все дамы были друг дружке сестрами и к тому же близкородственное скрещивание, инцест, когда мужчин используют в нескольких поколениях женщин, приводит к вырождению максимум через поколение. Третий довод — это уничтожение новорожденных мужского пола. Тоже смотрится как-то кисло. Женщины, конечно, с тех пор изменились, но настолько ли, чтобы предположить, что и тогда существовавший материнский инстинкт позволял душить выношенного три квартала младенца? О месте жительства амазонок спорят
— Древняя Русь, где-то около Байкала или современного Крыма, острова около Сицилии рядом с вулканами, время от времени просыпающимися; при всем разнообразии упоминаются те места, где земля опять же время от времени тряслась по тем или иным причинам. Кстати, в тех же местах, в южной Италии в XVI — XVII веках был женский монастырь, где одна-две монахини раз в пятилетку оказывались в интересном положении. Чего только местный епископ ни придумывал. Крестьян из окружающих деревень моложе 60 лет выселял, пояса верности бедняжек заставлял одевать — ничего не помогало. Он, правда, забыл погасить вулкан в 300 километрах от обители, но об этом обстоятельстве немного ниже. Залетевшим монашкам не так везло, как Деве Марии, и на них сваливали все мыслимые грехи, основой которых была связь с дьяволом. И наконец, когда в один год скандал случился сразу с тремя христовыми невестами, начальство перевело монастырь в более безопасное место, объявив ту территорию подвластной Князю Тьмы. Последний пример из дня сегодняшнего. В уже упомянутом Глазго был супермаркет с 15-ю кассами на выходе. И вот те дамы, что сидели за седьмой по счету, регулярно беременели, хотели сами того или нет, применяли контрацептивные средства или нет. Причем среди оказавшихся в неловкой ситуации женщин были и оказавшиеся девственницами, и те, кого врачи приговорили к окончательному бесплодию. Администрация сначала отмахивалась от жалоб недовольных дам. Но про ситуацию прознали газетчики, и владельцы пригласили ученых. Тем более, что одни женщины не садились за седьмую кассу даже под угрозой увольнения, а среди других образовалась очередь, которая, надо признать, Двигалась довольно интенсивно. Несмотря на участие в процессе мужчин, у дам из очереди на 90 процентов рождались девочки. Но пора переходить к главному. Тем более, что ученые ведущих университетов Англии, обследовав всех женщин, сидевших за злосчастной кассой, ничего толкового сказать не смогли. А ритуал изгнания дьявола, проведенный священниками протестантской и католической ветви христианства (самые распространенные на Британских островах), тоже эффекта не возымел. В средние века все естествознание базировалось на одном фундаментальном понятии — эфир. Это вещество пронизывало все и вся, благодаря ему всходило солнце и светила луна, подал снег и птицы летали с континента на континент. В дальнейшем наступила эра ньютоновской механики, которую потеснили теория относительности Эйнштейна и атомная физика с многочисленными элементарными частицами в точных науках и генетика с хромосомами и генами в биологии. Сейчас, однако, наступает очередь уйти и этим классическим для нашего времени представлениями, пытающимся объяснить действительность. Налицо кризис классической науки во всех областях знаний, и нейтрино, липосомы и гены теснятся информационными полями, сверхмалыми энергиями и вибрациями. На последние и сваливают вину за непредвиденные осложнения женских судеб. Объяснить, что такое «вибрация», в контексте этого материала трудно. В учебниках физики говорится, что это «колебательные равномерные движения, с частотойЕ» и так далее. Распространенные сейчас мистические учения объясняют ими, как в средние века эфиром, и приливы с отливами, и мысль в человеческой голове, и полет пчелы, и рождение детей. И вот здесь как раз можно найти точку соприкосновения классической науки и того, что сейчас называют мистикой. То, что у животных механические ритмические колебания могут вызвать самопроизвольное, без участия сперматозоида, деление яйцеклетки, было зафиксировано давно. И даже вроде бы где-то удалось воспроизвести этот эффект на обезьянах. На людях, естественно, такого рода опыты запрещены. Но если нельзя экспериментировать. То думать запретить никто не может. И вот, как я писал выше, и амазонки, и монашки на юге Италии, и Пресвятая дева жили в местах, где земля периодически вибрировала, а кроме того плотник Иосиф сам по Иудее ходил пешком, а жену свою возил на осле, на котором амортизаторов не предусмотрено, а следовательно, трясет немало. Самое же интересное дотошные шотландские биологи все же через три года вытащили на всеобщее обсуждение. Неподалеку от злосчастного супермаркета был долгострой на английский манер: деньги на возведение музыкального центра то появлялись, то исчезали, и новейшая японская бетономешалка с очень малыми волновыми характеристиками вибрации то включалась, то выключалась. Аппарат этот был жестко прикреплен к асфальту, и жесткая среда направляла волну вибрации как раз на кассу =7. Справедливости ради надо отметить, что все это не больше чем предположения, и многое тут не стыкуется. Прежде всего то, что при партеногенезе новый организм дополнительной генетической информации не получает и, следовательно, является копией матери. То есть все рожденные якобы таким способом должны быть девочками. А у женщин, ставших мамами таким образом, наблюдались и мальчики. Но с другой стороны, почему нельзя подумать, что вибрация не только способна вызвать самопроизвольное деление яйцеклетки, но и готовить ее к встрече с мужским генетическим материалом? Ведь, повторюсь, среди англичанок были дамы с аднекситами, кистами яичников, разного рода непроходимостями маточных труб, эндокринными болезнями — состояниями при которых бесплодие чаще всего гарантировано. И женщины те годами безуспешно лечились. Кстати, когда стройка наконец была закончена, эффект пропал. Но пока ученые спорят. Приводя аргументы за и против, мы посоветуем молодым женщинам держаться вдали от всего трясущегося, вибрирующего, колеблющегося. В одной школе Ленинградской области установили батут. Прыгали на нем все, кому не лень. А через полгода три восьмиклассницы оказались в тягости. Так что надо быть осторожными.
Список литературы
. Иваницкий К. Партеногенез — зачатие без мужчин.
www.ronl.ru
Олег Макаров
Большая часть мира живого разделена пополам. По полам. На пол женский и пол мужской. Сделав производство потомства делом двух особей вместо одной, природа совершила шаг вперед, так как смешение генетического материала дает шанс на появление более жизнеспособных организмов
Но есть и обратный путь. Порой в силу разных причин женская особь, давая жизнь потомству, обходится, так сказать, без папы... Это явление получило в научном обиходе название "партеногенез" - от двух греческих слов "партенос" (дева) и "генезис" (порождение"). Вообще говоря, мы с детских лет знаем, что новые живые организмы вполне могут возникать без всяких там тычинок и пестиков. Кустик клубники, например, раскидывая по грядке свои длинные усы, вырастит себе потомство в виде точно таких же кустиков. Воткнутая в землю ветка (модное слово "клон" - по-гречески черенок") превратится в новое дерево. Исторически предшествовавшее половому бесполое размножение строится на процессе митоза – простом делении живой клетки. В результате образуются две абсолютно идентичные клетки с одинаковым набором генов – точные копии родительской, сохранившие, образно выражаясь, все достоинства и пороки. Изменения от поколения к поколению могут происходить лишь в результате генетических мутаций. Правда, микробы прекрасно приспосабливаются к меняющимся условиям среды, но они берут числом и скоростью размножения. И даже у них существует что-то вроде полового процесса – обмена генами между клетками одного, а иногда и совершенно разных видов. А у подавляющего большинства растений и самых примитивных представителей животного царства (вроде дождевых червей и морских звезд), способных к вегетативному размножению, оно дополняет, но не заменяет половой процесс.
При половом размножении чертеж нового организма, заложенный в его ДНК, создается случайным сочетанием генетического материала двух родителей. Игральные кости брошены на стол. Какая комбинация выйдет в итоге – повышающая или понижающая шансы на выигрыш в борьбе за существование, – дело случая, но без постоянной перетасовки генов и отбора их оптимальных комбинаций сложные многоклеточные организмы не смогли бы эволюционировать. Если продолжить ассоциацию с азартными играми, геном эукариотических (имеющих клеточное ядро) организмов, от дрожжей до человека, составлен из двух "колод" – парных генов (аллелей), расположенных на парных хромосомах. Соматические (телесные) клетки при росте организма и замещении отмерших клеток размножаются тем же простым делением – митозом, при котором набор хромосом передается неизменным от родительской клетки дочерним. Мутации в соматических клетках могут привести к различным (обычно неприятным) последствиям, но в следующее поколение они не передаются.
Половые клетки образуются в результате намного более сложного процесса деления – мейоза, при котором из первичных половых клеток – оогониев (женских) и сперматогониев (мужских) – образуются соответственно яйцеклетки и сперматозоиды. При этом диплоидная (несущая в себе полный набор генетической информации в двух парах хромосом) первичная половая клетка превращается в гаплоидную, с одной из каждой пары хромосом и, соответственно, одним из каждой пары родительских генов. При этом хромосомы обмениваются участками, и каждой яйцеклетке или сперматозоиду достается случайный набор генов, полученных от бабушки и дедушки будущего младенца.
Две половые клетки сольются в одну – зиготу, которая некоторое время спустя начнет делиться митотическим способом, развиваясь в зародыш. Но и неоплодотворенная яйцеклетка может начать делиться – именно это и называется партеногенезом. Следует сразу уточнить: партеногенез является не бесполым размножением, а разновидностью полового (с присущими ему биологическими процессами), однако с участием лишь женских половых клеток.
Партеногенез в живой природе нельзя назвать чем-то исключительным. Коловратки – крошечные (от 40 мкм до 2 мм) обитатели пресноводных водоемов, выделенные в отдельный тип царства животных, – уже 40 млн лет представлены только женскими особями, производящими потомство исключительно путем партеногенеза.
При всей прогрессивности полового размножения вариант с происхождением потомства от одной особи имеет свои плюсы. Например когда среда благоприятствует быстрому размножению вида и вокруг достаточно пищи для многочисленного потомства, партеногенез дает выигрыш в скорости заселения этой среды. В этом случае можно по жертвовать генетическим разнообразием (потомство несет в себе лишь хромосомы матери), зато мобилизовать потенциал вида на выполнение только материнских функций. Как только условия изменятся в неблагоприятную сторону, можно снова вернуться к оплодотворению, создавая менее многочисленные, но более приспособленные организмы. Но коловратки – это скорее исключение из правил. У многих видов растений, членистоногих, земноводных, рептилий и даже птиц существует не облигатная (обязательная) форма партеногенеза, а факультативная – при подходящих обстоятельствах. Например, у некоторых видов тлей переход к партеногенезу и обратно имеет характер сезонных колебаний.
Удивительно, однако, что порой к партеногенезу прибегают виды живых организмов, которые ранее не были в этом замечены. В последние годы описаны несколько поразительных случаев партеногенеза у акул, для которых этот способ размножения обычно не свойственен. В 2001 году в зоопарке Henry Doorly в штате Небраска (США) малоголовая рыба-молот (разновидность акулы) произвела на свет детеныша после длительного пребывания в резервуаре с водой, где не было самцов. Это "непорочное зачатие" поначалу поставило ученых в тупик. В числе прочих рассматривался вариант с длительным сохранением спермы от давнего полового контакта – такое явление "ложного партеногенеза" порой наблюдается в природе. Расставить точки над "i" помог несчастный случай: выросший детеныш погиб от укола ската. Результат ДНК-анализа однозначно показал, что в клетках детеныша не было никакого генетического материала, кроме материнского. Некая программа, спрятанная в ДНК акулы, которая в естественных условиях размножается исключительно через оплодотворение, включила резервный механизм сохранения вида – партеногенез. Таким образом, причиной партеногенетического размножения может стать и отсутствие самцов – например, на границе ареала вида.
Похожий случай произошел в 2002 году в океанариуме Детройта (США), а затем в Венгрии. В 2006 году в лондонском зоопарке партеногенетический детеныш вылупился из яйца самки комодского варана. На воле комодские вараны также не прибегают к партеногенезу.
В рассуждениях о партеногенезе неизбежно всплывает тема одного из главных догматов христианства – непорочного зачатия Девы Марии. Не хранят ли евангельские предания свидетельство о партеногенетическом рождении человека? Противники этой версии указывают на то, что, будь это так, младенец Иисус должен был бы родиться девочкой – разумеется, из-за отсутствия в яйцеклетке Y-хромосом. Трудно рассуждать на эту тему всерьез, ведь если встать на религиозную точку зрения, то надо вспомнить об участии в непорочном зачатии Святого Духа, которому при его всемогуществе подвластно невозможное. Однако если вынести за скобки вмешательство сверхъестественных сил, то не только человек, но и любое другое млекопитающее к "непорочному зачатию" неспособны. На пути партеногенеза человека природой воздвигнут мощный заслон, имя которому – геномный импринтинг.
Смысл этого мудреного термина заключается в том, что для развивающегося зародыша млекопитающего, образно говоря, не безразлично, от кого достался тот или иной ген – от мамы или от папы. Ген, отвечающий за развитие какого-нибудь жизненного важного органа, просто не будет работать, проявлять себя, если он имеет неправильный половой маркер. Именно поэтому, даже если заставить яйцеклетку млекопитающего делиться, скажем, с помощью неких внешних раздражителей, нет никаких шансов на то, что в результате на свет появится жизнеспособный организм. Геномный импринтинг заблокирует развитие зародыша на ранних стадиях. Если, конечно, в дело не вмешается генная инженерия.
Добиться первого партеногенетического рождения млекопитающих удалось в 2004 году ученым из Токийского сельскохозяйственного университета. Японцы применили разработанную ими технологию гаплоидизации, то есть искусственного (без мейоза) превращения соматических клеток самки мыши в гаплоидные (подобные то ли мужским, то ли женским). Затем в лабораторных условиях удалось добиться слияния этих клеток, "обманув" при помощи особых технологий геномный импринтинг. И наконец, уже в материнском организме, из клетки начал развиваться зародыш.
О том, насколько тяжело далось генетикам вмешательство в святая святых живой природы, говорят цифры. Проведя порядка шести сотен экспериментов со слиянием искусственно гаплоидизированных клеток, японцы смогли получить всего 24 беременности, только две из которых закончились родами. Развиться же в полноценный организм удалось лишь одному детенышу. Впрочем, для начала результат не так уж плох: у незабвенной Долли на стадии оплодотворения было почти триста сестер.
Клонирование приматов из-за особенностей развития их оплодотворенных яйцеклеток во время самых первых делений технически все еще невозможно. И ни один серьезный ученый не ставил перед собой задачу репродуктивного клонирования человека. Многочисленные попытки научиться выращивать человеческие эмбрионы методом переноса клеточного ядра – того же самого, с помощью которого родилась Долли –нужны для терапевтического клонирования. При этом, как и при получении культур эмбриональных стволовых клеток из "отходов" экстракорпорального оплодотворения (оплодотворенных про запас яйцеклеток), эмбрион из яйцеклетки с пересаженным ядром донора предполагается разрушать на ранней стадии. Такие клетки не будут отторгаться при клеточной терапии и пересадке донору изготовленных из них тканей и даже целых органов.
Но и работы с обычными клетками человеческих эмбрионов, и любое, даже терапевтическое, клонирование человеческих клеток вызывают сопротивление со стороны религиозных фундаменталистов и прочих блюстителей морали. Это одна из причин, по которым некоторые специалисты пытались идти обходными путями – например, получить химерные эмбрионы из ядра соматической клетки человека и яйцеклетки коровы или кролика.
Все эти окольные тропы привели в тупики, кроме одной: в июле 2007 года группе ученых из московского Центра акушерства, гинекологии и перинатологии РАМН и американской корпорации Lifeline Cell Technology удалось вырастить шесть линий полипотентных (способных, как эмбриональные, превращаться в любые ткани организма) стволовых клеток из неоплодотворенных человеческих яйцеклеток. Достижение впечатляющее, хотя таким методом можно получать культуры терапевтических клеток только для женщин детородного возраста. И похоже, это направление развиваться не будет.
Уже в ноябре того же 2007 года две группы ученых из Висконсинского и Киотского университетов одновременно объявили о разработке методов получения искусственно индуцированных плюрипотентных клеток (iPSC) из фибробластов, обычных клеток кожи. Для того чтобы взрослые клетки "впали в детство", в них пришлось с помощью вирусного носителя ввести работающие копии четырех генов, активных во время эмбрионального развития и заблокированных во взрослом организме. Новую методику уже опробовали в новых лабораториях, а в феврале 2009 года человеческие iPSC впервые были использованы для восстановления поврежденного спинного мозга – пока у мышей, но можно надеяться, что через несколько лет дело дойдет до первых клинических исследований на людях.
Возможно, именно эти эксперименты поставят жирную точку на биоэтических спорах, оставив тему партеногенеза авторам фантастических романов, предвещающих появление мира без мужчин. К счастью, пока не похоже, чтобы женщины к такому миру сильно стремились.
Благодарим за помощь в написании статьи Александра Чубенко – редактора портала "Вечная молодость" www.vechnayamolodost.ru
Для экспериментов с видами размножения живых существ у природы была почти вечность. Сегодняшние мастера генной инженерии стараются уложиться в более сжатые сроки, предлагая свои сенсационные решения
Исследователи из Университета Ньюкасла (Великобритания) объявили, что ими найден способ искоренить ряд серьезных заболеваний, передающихся по наследству посредством митохондрий. Митохондрия – один из важнейших органоидов живой клетки, который отвечает за энергетическое обеспечение внутриклеточных процессов. Как считается, митохондрия происходит от древней бактерии, некогда внедрившейся в эукариотическую (ядерную) клетку. От прародителя органоид унаследовал собственную ДНК. Если в ней возникают сбои, митохондрия функционирует неправильно, что отражается на жизнедеятельности всей клетки.
Чтобы справиться с этой проблемой, шотландские ученые предлагают пересаживать ядро оплодотворенной яйцеклетки с митохондриальными дефектами в здоровую яйцеклетку, полученную от донора. Предварительно из донорской клетки удаляется вся генетическая информация, кроме той, что отвечает за производство митохондрий. Таким образом возникнет зародыш, в котором будет присутствовать генетический материал двух женщин и одного мужчины. Опыты, проведенные на мышах, показывают, что остатки донорской ДНК никак не влияют на развитие детеныша и лишь помогают избавить его от связанных с митохондриями заболеваний. С помощью этого метода удалось получить и человеческие эмбрионы, которые нормально развивались, но были уничтожены на шестой день после оплодотворения. Идти дальше в этом направлении пока мешают соображения юридического и биоэтического характера.
Половинка к половинке
И у акул, и у варана партеногенетические детеныши имели женский пол
Хитрости индейки
Это естественно для живых организмов, у которых мужской пол передается через Y-хромосому, находящуюся только в мужских половых клетках. У некоторых видов живых существ наследование пола осуществляется иначе: например, у одной из пород индеек многие яйца развиваются партеногенетически, и из них появляются только самцы. У пчел и муравьев партеногенез используется для регулирования соотношения полов: из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы. А некоторые виды костистых рыб "соблазняют" самцов другого вида. Сперматозоид при этом не проникает в яйцеклетку, а только стимулирует удвоение ее хромосом и деление. Однако можно ли сказать, что эти детеныши были клонами, точной генетической копией материнских организмов? Нет, в данном случае это не так.
Дело в том, что биологически партеногенез осуществляется в основном двумя путями. Один из них заключается в том, что первичная женская половая клетка, не проходя стадию мейоза, начинает делиться митотическим путем, создавая собственную копию. В случае же с высокоразвитыми животными полученная в ходе мейоза яйцеклетка, имеющая, как мы помним, гаплоидный – половинный – набор хромосом, сливается с другой яйцеклеткой, тоже с половинным, но по-другому скомбинированным набором "бабушкиных и "дедушкиных" хромосом. Происходит своего рода имитация зачатия, но генотип и определяемые им свойства организма при этом будут в той или иной степени отличаться от материнской.
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
Термин "стволовые клетки" был введен в научный оборот русским гистологом Александром Максимовым (1874–1928).
Им обозначается особый тип клеток живого организма, которые способны дифференцироваться, превращаясь в специализированные клетки различных тканей. Оплодотворенная клетка (зигота) относится к тотипотентным (то есть "всемогущим") стволовым клеткам, ведь от нее происходит все, что есть в организме. Тотипотентность сохраняют и клетки, полученные после нескольких первых делений (дроблений) зиготы. Позже возникают плюрипотентные стволовые клетки, каждая из которых может произвести специализированные клетки множества типов, однако, в отличие от тотипотентных, неспособна дать начало целому организму. Более низкий уровень иерархии – мультипотентные стволовые клетки с еще меньшими возможностями дифференциации. Специализированная клетка называется унипотентной. Стволовые клетки, в отличие от специализированных, могут делиться бесконечно, в то время как зрелые унипотентные клетки имеют ограниченное количество циклов деления. Использование стволовых клеток открывает широкие перспективы в медицине.
Популярная механика № 3 (77)март 2009
www.neuch.ru
