Полы: необходимость или случайность

ПОЛЫ: НЕОБХОДИМОСТЬ ИЛИ СЛУЧАЙНОСТЬ?  

Вы скáжете, что это относится к простейшим? Да, верно. Но и среди высокоорганизованных животных и растений встречаются виды, которые могут размножаться партеногенетически, т.е. девственно, без оплодотворения Девственное размножение мы находим у тлей, палочников, орехотворок. Летом не нуждаются в услугах самцов некоторые ракообразные. Иногда без участия индюка развиваются яйца индюшек. Весьма своеобразен способ размножения серебристых карасей. В некоторых водоёмах живут только самки. Развитие их икры стимулируется сперматозоидами другого вида карася, линя или карпа. Слияния ядер женской и мужской половых клеток в таком случае не происходит, и потомство полностью состоит только из самок серебристого карася. А на берегах озера Севан обитают ящерицы, которым не нужны ни свои самцы, ни чужие. Они откладывают неоплодотворённые яйца, из которых выводятся исключительно самки.

Есть примеры и искусственного партеногенеза. Ещё в конце XIX века русский зоолог Тихомиров доказал, что яйца тутового шелкопряда начинают развиваться после кратковременного воздействия на их оболочки серной кислоты.

В начале XX столетия широкие опыты по искусственному партеногенезу ставил американский учёный Лёб. В своих экспериментах он стимулировал развитие яйцеклеток морских ежей и других иглокожих органическими кислотами (масляной, валерьяновой, уксусной), бензолом и хлороформом.

Яйца лягушки Лёб заставлял делиться простым уколом иглы. “Зачатых” подобным образом головастиков исследователю удалось довести до взрослого состояния.

Вскоре оказалось, что даже столь высокоорганизованное животное, как кролик, может появиться на свет без участия самца. Для этого надо извлечь из организма крольчихи созревшую яйцеклетку, воздействовать на неё повышением температуры, механически или химическими веществами, а затем вновь поместить в чрево матери. Далее последует обычное развитие, и родится крольчонок, способный превратиться во вполне нормальное взрослое животное.

Попытки выявления истоков раздельнополого типа размножения предпринимались неоднократно. Но в большинстве своём они сводились или к последующим выгодам, до конца не понимаемым и поэтому не расшифровываемым (такое “решение” проблемы характерно для так называемой классической генетики), или к предшествующим телеологическим установкам (таков откровенно религиозный взгляд на проблему), или к абсолютизации какой-либо частности. Последнее, видимо, проще всего и потому встречается чаще. Каких только “теорий” не напридумано! Вот одна из последних. Приводим её в качестве весьма показательной информации к размышлению.

Сотрудник Оксфордского университета Уильям Гамильтон выдвинул идею, согласно которой полы обязаны своим появлением и существованием... микроорганизмам. По его мнению, в тёплой стабильной среде живые существа постоянно подвергаются атакам микроскопических агрессоров, которые, непрерывно изменяясь, находят всё новые и новые бреши в обороне жертвы. Вид, к которому принадлежит жертва, чтобы успешно противодействовать микроорганизмам, должен, изменяясь, убегать хотя бы на шаг от агрессора. Поэтому (или для этого?) и появляются испытывающие на себе оборонительное оружие самцы.

Предположим, что у какого-то вида диапазон условий существования исключительно широк. Комфортный диапазон этого вида больше, чем амплитуда колебаний внешних воздействий на протяжении тысяч и более лет. Выходит, что такой вид обитает в среде, которая — для него! — практически не изменяется, следовательно, не давит на него. В таких условиях корректировка не имеет никакого смысла. А раз она не нужна, то и “мужчины” не обязательны. В новом качестве, в привнесении новинок нет необходимости, и вид все свои ресурсы расходует на производство количества. “Самки” производят “самок”.

Видимо, одним из таких видов являются серебристые караси. Их выносливость феноменальна. Караси живут повсеместно, зимуют в промерзающих до дна водоёмах. Превратившийся в льдинку карась оттаивает и оживает. Вне воды караси не теряют жизнеспособность в течение нескольких часов.

Не знаем достоверно, как обстоит дело с ящерицами с берегов Севана, но не исключаем, что их сверх меры повышенная выносливость удачно сочетается с относительным постоянством среды обитания.

Партеногенез раков объясняется совсем несложно. На вопрос о причинах неординарности их способа размножения они отвечают своим половым поведением. Самки обходятся без самцов только летом, когда условия благоприятны, когда тепло и много корма. Осенью же, когда среда ухудшается, на службу призываются самцы-корректировщики. Вид получает импульс коррекции и своим следующим поколением выходит на линию оптимума. Снова наступит лето, и тогда можно будет опять “расслабиться”. Для таких видов, их, кстати, немало, достаточно периодической корректировки. Видимо, и индюшки склонны прибегать к услугам самцов в ухудшающихся сверх некоторой меры условиях.

Наконец, рассмотрим ещё одну, совершенно нереальную ситуацию. Допустим, среда не изменяется вообще. Она не изменялась раньше и никогда не будет изменяться в дальнейшем. В таких условиях нет никакой необходимости в самцах. Но ведь и жизни при этом тоже нет! Жизнь не может быть неразвитием.

Зачем мы сделали такое допущение? Эту фантастическую ситуацию мы взяли для того, чтобы показать, что все наши партеногенетические варианты представляют собой нечто промежуточное между развитием и неразвитием, между жизнью и нежизнью, между динамикой конфликтного соразвития вида и среды и статикой абсолютной бесконфликтности. Все варианты партеногенеза лежат на периферии биологической формы организации материи. Поэтому их сравнительно немного. Они представляют собой “закономерное исключение”, истоки которого надо искать, с одной стороны, в замедленных изменениях среды и природных аномалиях, с другой, — в истории и специфике вида. Коротко говоря, партеногенез в любом случае обусловлен известной статичностью среды или (и) повышенной выносливостью вида. Все современные высокоорганизованные виды, размножающиеся партеногенетически, занимают, таким образом, вполне определённое место в системе живого. Это не иной путь, а обочина единственной магистрали.

Полагаем, мы решили и вторую задачу. План главы выполнен. Осталось подытожить сделанное.

1. Полы ни в коем  случае не являются одним из  возможных, и при этом не обязательных, вариантов организации жизни. Они  закономерно появляются на определённом  этапе развития биологической формы движения материи. Половая дифференциация представляет собой единственное средство разрешения конфликта, объективно возникающего в ходе прогресса между усложняющимся телесным устройством живых существ и старым — делительным —типом их размножения.

Историческая логика данной главы и актуальная всех предшествующих находятся в полном согласии. Всё изложенное нами ранее так же неопровержимо свидетельствует в пользу необходимости половой дифференциации.

Мужчины (самцы) не менее необходимы, чем женщины (самки).

2. Бесполое (партеногенетическое) размножение, наблюдаемое у достаточно  высокоорганизованных видов, представляет  собой не курьёз природы, не  тайну, а поддающееся объяснению  явление жизни. Основания девственного  способа размножения того или иного вида мы находим в специфике его взаимодействия со средой, в своеобразии занимаемой им ниши, в его особенностях и истории. Эти основания в конечном счёте сводятся к относительной статичности среды или (и) повышенной выносливости вида.

Бесполое размножение не только не противоречит половой теории, но и полностью укладывается в неё.  

Партеногенез

Партеногенез - форма полового размножения, при котором женские половые клетки развиваются без оплодотворения. Различают естественный и искусственный партеногенез. Обычно при партеногенезе рождается потомство одного пола - или только самки (телитокия) или только самцы (арренотокия). Редко встречается рождение потомства двух полов (амфитокия, дейтеротокия).

Яйца некоторых организмов способны развиваться без оплодотворения, т.е. без участия сперматозоида. Такой процесс однополого размножения называют партеногенезом, или девственным размножением. Его рассматривают как редуцированную форму полового размножения.

Примеры естественного партеногенеза у млекопитающих неизвестны; они изредка встречаются у низших позвоночных и весьма обычны у беспозвоночных, особенно у насекомых. Существует два типа партеногенеза: облигатный (т.е. обязательный) и факультативный. Первый свойствен видам, у которых самцов либо нет совсем, либо они редки и не способны функционировать. К таким видам относятся некоторые тли, палочники, сверчки, бабочки; популяции без самцов изредка встречаются у рыб, например у серебряного карася. При факультативном партеногенезе яйца могут развиваться как партеногенетически, так и в результате оплодотворения, причем партеногенетическое размножение может преобладать в условиях, когда слишком редки контакты разнополых особей, например на границе ареала распространения вида.

Известен также циклический партеногенез, при котором размножение с участием обоих полов чередуется с партеногенетическим. Например, многие виды тлей дают несколько партеногенетических поколений в течение короткого теплого периода лета, а на зиму откладывают оплодотворенные яйца, которые покрыты плотной оболочкой и способны перезимовывать; весной из них выходят только самки, но осенью появляется поколение с некоторым количеством самцов – и цикл возобновляется. Аналогичным образом размножаются и некоторые другие виды с высокой сезонной смертностью, например коловратки. Циклический партеногенез наблюдается также у видов с личиночным размножением; при этом оплодотворенные яйца откладывают обычно только зрелые особи, а у личинок они развиваются партеногенетически.

Непорочное зачатие

Матка пчелы способна вывести целую ватагу полноценных рабочих пчелок, не прибегая к услугам самца. В этом случае она прибегает к способу размножения под названием «партеногенез». происходит от греческого parthenos – девственница и genes – происхождение или размножение. С помощью «непорочного зачатия» появляются на свет представители многих видов животных – от насекомых до рептилий. В октябре прошлого года исследователи из Института репродуктивной медицины и генетики в Лос-Анджелесе получили у взрослых мышей клетки, по свойствам напоминающие зародышевые, добились их деления, а затем - преобразования в нейроны. Месяц спустя специалисты из Института развития клеточной технологии (штат Массачусетс, США) наделили способностью к партеногенезу человеческие клетки. 1 февраля журнал Science опубликовал отчет о получении эмбрионов из неоплодотворенных яйцеклеток млекопитающих. Хосе Сибелли (Jose Cibelli) и его коллеги из компании ACT получили и испытали на яйцеклетках 28 макак химический препарат, побуждающий к партеногенетическому делению. В результате эксперимента четыре неоплодотворенные яйцеклетки развились в нормальные бластулы (зародыши на одной из самых ранних стадий развития). Работа была завершена в период ожесточенных дебатов по поводу клонирования человеческих эмбрионов. Исследователи надеются, что партеногенез станет более «гуманной» альтернативой другому методу «непорочного зачатия». Как и клонирование, он позволит каждому человеку стать собственным донором и таким образом избежать отторжения тканей при пересадке органов. Впрочем, у нового метода «копирования» людей есть весьма существенный недостаток: «непорочное зачатие» не годится для мужчин - добиться партеногенетического деления от сперматозоидов, по-видимому, не удастся.

/xTerra.Ru/

Как произошли однополые ящерицы

В 1958 году И.С.Даревский из Зоологического института РАН (ныне член-корреспондент РАН) обнаружил на Кавказе популяции скальных ящериц, которые практически лишены самцов и размножаются без их участия. И.С.Даревский и его сотрудники все эти годы продолжали изучать однополых ящериц и недавно установили их происхождение.

Автор работы: Илья Сергеевич Даревсий, доктор биологических наук, член-корр.РАН , Санкт-Петербург, Зоологический институт РАН

Способ размножения, при котором новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки, называется партеногенезом. Этот термин переводится как девственное размножение (от греческого слова "партенос" - девственница). Партеногенез давно описан у дафний, пчел, тлей и некоторых других членистоногих, у всех этих видов есть самцы, и партеногенез соседствует у них с нормальным половым процессом. Поэтому открытие бессамцовых ящериц стало сенсацией.

Ящерицы, о которых идет речь, широко распространены на Кавказе. На всей этой территории, кроме разве что ледников Главного Кавказского хребта, едва ли отыщется ущелье или камень, где бы ни встречались эти небольшие юркие пресмыкающиеся. В пределах своего обширного ареала они образуют много видов, некоторые из которых размножаются традиционным путем, иные же однополы, причем партеногенетические ящерицы внешне очень схожи со своими двуполыми родственниками.

Изучив видоспецифичные белки, некоторые последовательности ДНК и морфологию хромосом двуполых и партеногенетических видов, ученые пришли к выводу, что однополые ящерицы - результат скрещивания представителей разных двуполых видов, населяющих общую территорию. Межвидовые скрещивания у этих ящериц, очевидно, приводят к возникновению мутаций, в результате которых яйцеклетки могут нормально развиваться без оплодотворения. Из партеногенетических яиц выводятся только самочки - абсолютные копии матери. Однополые скальные ящерицы очень многочисленны, поскольку все особи в популяции - самки и каждая приносит потомство. У обыкновенных же видов около половины поголовья составляют не приносящие потомства самцы.

Партеногенетическое размножение способствует не только высоким темпам размножения, но и "душевному равновесию" ящериц. В то время как в популяциях двуполых видов наблюдаются необычайная суета и оживление, вызванные дерущимися друг с другом и преследующими самок самцами, партеногенетические самки мирно греются на солнышке бок о бок.

Однако бессамцовые ящерицы - не мужененавистницы; они могут спариваться с самцами двуполых видов, занимающих ту же территорию, и их потомство порой составляет до 10-20% процентов всех особей в смешанной популяции. Гибридные ящерки могут быть обоих полов, но самки лишены яичников и полностью стерильны. Плодовитость самцов очень низкая, ее оценивали по количеству жизнеспособных сперматозоидов в семенниках. Теоретически гибридные самцы могут скрещиваться как с обычными, так и партеногенетическими самками. Реализуют ли они эту возможность, и, если да, то к каким результатам это приводит, ученым еще предстоит выяснить.