или, к примеру, дикую козу, вскинет копья наизготовку, а вожак их осадит: «Однако козы этой на всех не хватит, надо стадо поискать, оно где-то рядом».
Вы уже, конечно же, догадались, что это статистико-математический метод, который широко применяется в генетике в сочетании с математическим моделированием для анализа наследования признаков. Очень трудно, практически невозможно изучать проявления признаков (изучать на любом уровне) без знания количественных характеристик их наследования в ряду поколений. Это знание и облегчает, и ускоряет процесс генетического анализа. Статистика и математика – царицы всех наук [16].
Глава шестая
Генетика пола
Ученые так и не смогли объяснить женщинам, почему гениальные дети рождаются от мужей-идиотов.
Все живое на нашей планете размножается двумя способами – бесполым и половым.
Суть бесполого размножения заключается в том, что следующее поколение развивается из соматических клеток без участия половых клеток (гамет).
Известно несколько видов бесполого размножения. Самый простой так и называется – простое деление. Такое размножение характерно для одноклеточных организмов. Клетки просто делятся надвое или же на большее количество дочерних клеток.
Вопрос: является ли каждая дочерняя клетка, образовавшаяся путем простого деления точной копией материнской?
Вроде бы: да, является, поскольку получает тот же самый набор генов. И чаще всего так оно и происходит, но… Но если в генах материнской клетки за период ее жизни произошли какие-то изменения, то дочерние клетки уже не будут точной копией материнской. Изменчивость присутствует как при половом, так и при бесполом размножении.
Почему бактерии размножаются так быстро? Еще утром человек был полностью здоров, а вечером у него уже ангина? Или – пневмония…
Потому что они размножаются простым делением и, подобно всем одноклеточным организмам, имеют довольно простое строение. В результате при благоприятных условиях, количество бактерий может удваиваться каждые полчаса-час. Вот такие темпы!
Некоторые грибы и растения пошли более сложным путем. Они образуют так называемые споры – одноклеточные структуры, предназначенные для размножения. Спору можно сравнить с простейшим семенем. Простейшим, поскольку спора имеет очень простое строение – состоит из одной клетки, которая иногда может иметь двигатель-жгутик. Запаса питательных веществ, обязательного для семян, спора не содержит. Это клетка, просто клетка, и ничего, кроме клетки.
При бесполом размножении посредством спорообразования дочерние организмы полностью схожи с родительскими, если только за период жизни родителей в их генах не произошло никаких изменений.
У некоторых грибов споры могут быть структурной единицей полового размножения. Те, кто хочет узнать об этом больше, могут набрать в поисковике слово «базидиоспоры».
Бесполое размножение может осуществляется путем отделения от организма его части, состоящей из множества 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 [17] – это однотипные процессы. Вопрос на засыпку. Все вы, дорогие читатели, хотя бы слышали о том, что садовники размножают растения черенками. А некоторым из вас приходилось лично высаживать 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. А почему черенки и прочие побеги да клубни-луковицы так любят селекционеры, выводящие новые сорта растений? В чем генетический смысл размножения побегами и клубнями? Чем побег предпочтительнее семени, с точки зрения селекционера?
Получилось целых три вопроса вместо одного, но на все три можно дать один ответ. Время пошло…
* * *
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 станет «тиражировать» полученный результат путем черенкования.
Некоторые одноклеточные организмы (например – дрожжевые грибы) и даже многоклеточные (например – пресноводная гидра) размножаются почкованием. При почковании на материнской клетке или материнском организме появляется локальное выпячивание, которое впоследствии отпочковывается. Отпочковавшийся фрагмент может быть клеткой или же многоклеточным организмом, но не в количестве клеток дело, 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 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, 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 [18].
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.
Из клетки-родителя, имеющей полный (диплоидный) набор хромосом, в результате двух мейотических делений образуется четыре гаплоидных сперматозоида и всего одна гаплоидная яйцеклетка.
Почему яйцеклетка одна, а сперматозоидов четыре?
Почему в результате оогенеза образуются какие-то полярные тельца?
Дело в том, что яйцеклетке, в отличие от сперматозоида, нужно после оплодотворения делиться, причем весьма активно. Для осуществления любого процесса требуются исполнители и энергетические ресурсы. И то, и то находится в цитоплазме,
