Генетика на пальцах

При бесполом размножении посредством спорообразования дочерние организмы будут полностью схожи с родительскими, если только за период жизни родителей в их генах не произошло никаких мутационных изменений.

Бесполое размножение может осуществляться не делением, а посредством отделения от организма его части, состоящей из некоторого количества клеток. Такая форма бесполого размножения называется вегетативным размножением. Примером его является размножение растений побегами, черенками, клубнями или луковицами. В основе вегетативного размножения лежит регенерация – способность живых организмов со временем восстанавливать поврежденные ткани и утраченные органы вплоть до восстановления целого организма из искусственно отделенного от него фрагмента. По сути, выращивание растения из клубня и образование полноценной особи из фрагмента тела дождевого червя[42] представляют собой однотипные процессы.

Все вы хотя бы слышали о том, что садовники размножают растения черенками, а некоторые даже лично высаживали черенки. Черенки предпочтительнее семян, поскольку они более устойчивы к действию факторов внешней среды. Черенок можно вырастить в благоприятных тепличных условиях, а затем, окрепший и устойчивый, высадить в почву по месту постоянного проживания, то есть прорастания. Но задумывались ли вы когда-нибудь над тем, почему черенки и прочие побеги, а также клубни-луковицы так любят селекционеры, выводящие новые сорта растений? В чем состоит практико-генетический смысл размножения побегами и клубнями? Чем побег предпочтительнее семени с точки зрения селекционера?

У нас получилось целых три вопроса вместо одного, но на все три можно дать один ответ.

При бесполом вегетативном размножении потомство будет точной копией родителя, а при половом размножении семенами – не будет. Поэтому если селекционер добился того, к чему стремился, то он предпочтет «тиражировать» полученный результат путем черенкования, а не семенами, чтобы достигнутый результат не был «испорчен» какими-нибудь мутациями.

Некоторые одноклеточные организмы, например, дрожжевые грибы, и даже многоклеточные (пресноводная гидра) размножаются почкованием. При почковании на материнской клетке или материнском организме появляется локальное выпячивание, которое растет и впоследствии отпочковывается от своей матери. Отпочковавшийся фрагмент может быть клеткой или же многоклеточным организмом, но дело не в количестве клеток, а в том, что они образуются посредством митотического, бесполого деления соматических клеток.

Обратите внимание на то, что бесполое размножение следует отличать от партеногенеза – однополого размножения. На первый взгляд может показаться, что бесполое размножение и однополое размножение – это одно и то же. Но на самом деле далеко не одно.

Партеногенез, также называемый «девственным размножением», является разновидностью ПОЛОВОГО размножения! Потому что при партеногенезе взрослый организм развивается из Неоплодотворенной Яйцеклетки, то есть из ЖЕНСКОЙ ПОЛОВОЙ КЛЕТКИ. Партеногенез мало распространен в природе. Так размножаются некоторые муравьи и тараканы, тля, рачки-дафнии, скальные ящерицы и комодские вараны.

У человека, знакомого с основами генетики, при упоминании о партеногенезе сразу же возникает вопрос, как при этом способе размножения яйцеклетка получает полный набор хромосом, необходимый для нормальной жизнедеятельности развивающегося из нее организма?

Различными путями.

Например, у дафний яйцеклетки образуются без мейоза, то есть сохраняют полный набор хромосом. Такой партеногенез называется амейотическим[43].

При мейотическом партеногенезе яйцеклетки проходят мейоз, теряя при этом половину своих хромосом, но затем восполняют эту утрату удвоением числа хромосом в ядрах без деления ядер (и самих клеток). Такое «удвоение без деления» называется эндомитозом (внутренним митозом).

Существует и второй путь восполнения утраченных хромосом, но для понимания его нужно ознакомиться с нюансами образования яйцеклеток. Этот процесс называется оогенезом, а процесс образования сперматозоидов – сперматогенезом.

Сперматогенез и оогенез

Посмотрите на рисунок и сравните конечный результат. Из клетки-родителя, имеющей полный диплоидный набор хромосом, в результате двух мейотических делений образуется четыре гаплоидных сперматозоида и всего одна гаплоидная яйцеклетка.

Вот почему яйцеклетка одна, а сперматозоидов четыре? И почему в результате оогенеза образуются какие-то непонятные полярные тельца?