Жизнь цветка

Наверное, поначалу последние просто отделялись от старой колонии и давали начало новой. Позднее возник механизм полового воспроизведения. Воспроизводящие клетки, по-видимому, приступали к редукционному делению, и каждая из них давала начало четырем гаметам — клеткам с половинным набором хромосом. Им предстояло далее найти себе партнеров для слияния. Наилучшим вариантом для потомства был тот, когда сливались гаметы, образовавшиеся в разных колониях: ведь чем богаче генетический фонд организма, тем больше у него шансов на победу в борьбе за жизнь. Но для того чтобы найти подходящего с этой точки зрения партнера, нужен был механизм передвижения. И как только он возник (сегодня даже у самых примитивных многоклеточных гаметы обладают жгутиками), отпала необходимость в движении всей колонии. Так могли возникнуть "сидячие" формы организмов.

Слившиеся гаметы образовывали зиготу — клетку с "нормальным", двойным набором хромосом, которая давала начало новой колонии.

Иногда в одной и той же колонии образовывались и гаметы, и споры. По-видимому, это было необходимо для расселения пассивных колониальных организмов. Жгутики гамет слабы и не смогут унести их сколько-нибудь далеко от родной колонии, тем более что сами эти клетки нежны и беззащитны. Споры же могли хорошо противостоять неблагоприятным внешним условиям и какими-то внешними силами могли быть унесены на значительные расстояния. Еще больше возможностей расселения было у активных, способных к самостоятельному передвижению зооспор. Они могли уже не надеяться на волю случая, а самостоятельно забираться в новые места с подходящими для их жизни условиями. Именно такую форму жизни представляет и ныне обитающая в наших пресноводных водоемах водоросль улотрикс, у которой на одной и той же многоклеточной особи формируются и споры, и гаметы.

Рассказывая об образовании гамет, мы уже упомянули понятие "половое воспроизведение". Но в данном случае имеется в виду лишь специализация клеток, взявших на себя функции воспроизведения. Подвижные гаметы, ищущие друг друга и дающие после слияния начало новому организму, были одинаково малы, слабы и беззащитны перед лицом жизненных невзгод. Разделения полов на мужской и женский еще не существовало. Оно произошло несколько позже, и смысл его заключается в дальнейшем "разделении труда" уже между воспроизводящими клетками. Одни клетки стали более защищенными от невзгод, но пассивными, неподвижными; другие приобрели еще большую подвижность, хотя оказались еще менее жизнестойкими. На долю последних, именуемых ныне мужскими половыми клетками, выпала задача поиска партнера. На долю тех, которые мы сейчас называем женскими половыми клетками, вместе с заботой о самосохранении естественно и логически досталась забота о сохранении потомства, — ведь, слившись с мужской гаметой, каждая из них становилась первоначальной клеткой нового организма. В дальнейшем развитии и совершенствовании форм жизни эта задача защиты потомства перешла и на организм, вырабатывающий женские половые клетки.

Итак, специализация привела с течением времени к тому, что женские гаметы утратили способность к передвижению и превратились в яйцеклетки. Но тем самым ими была утеряна способность к расселению, к освоению новых пригодных для жизни мест.

Эта функция перешла к спорам. Одетые плотной оболочкой, предохраняющей от неблагоприятных воздействий среды, они долго могли путешествовать в водной стихии. Найдя "уголок" с благоприятными для жизни условиями, споры оседали. Но теперь они не сразу производили гаметы, а сначала развивались в новое небольшое растение, которое накапливало питательные вещества для образования многих гамет, в том числе и женских, которые нужно было обеспечить запасом питания впрок, на первые шаги самостоятельной жизни после оплодотворения.

Так возник механизм чередования поколений, ставший с той поры обязательным для всех многоклеточных растений. Родословная каждого из них складывалась теперь следующим образом. Организм, состоящий из диплоидных — с двойным набором хромосом — клеток, производил материнские воспроизводящие клетки (первый этап размножения). Каждая из этих клеток в результате редукционного деления распадалась на четыре споры (второй этап размножения). Из каждой споры развивался новый организм, состоящий из гаплоидных — с одинарным набором хромосом — клеток. Гаплоидный организм производил множество гамет (третий этап размножения).

Диплоидный организм — спорофит, производящий споры, стали называть бесполым поколением. Гаплоидный организм — гаметофит, производящий гаметы, которые в результате слияния попарно (на данном этапе развития слияние разнополых гамет является, по сути дела, оплодотворением) образуют диплоидную зиготу, стали называть половым поколением.

Первоначально спорофит и гаметофит существовали раздельно. Пример такого разделения поколений дают нам папоротники, развитие которых было описано в начале главы.

Зачем же нужно разделение поколений? И почему оно сохранилось у столь высокоорганизованных наземных растений?