Клетки и размножение

Ответы на вопросы о группах крови

Глава пятая ХРОМОСОМЫ, РАЗМНОЖЕНИЕ И ПОЛ

Мендель открыл основные законы наследственности приблизительно в то же время, когда другие биологи принялись изучать строение клетки. Поэтому когда законы генетики открыли заново в 1900-х годах, ученые уже смогли донять, что так называемые факторы должны соответствовать наблюдаемым в реальности структурам — хромосомам. Сейчас мы знаем, что факторы Менделя — это гены, и они содержатся в хромосомах. Отождествление абстрактных понятий и реальных структур — крупнейшее достижение генетики на ранней стадии ее развития, и оно было сделано в основном благодаря исследованию природы пола.

После того как клеточная теория Шлейдена и Шванна стала общепринятой, патолог Рудольф Вирхов сделал свой немаловажный вклад. Он предположил, что не только все организмы состоят из клеток, но и всякая клетка происходит от клетки-прародителя. Мы уже сказали, что всякая клетка растет, получая питательные вещества, пока не достигает размера, вдвое больше обычного, после чего делится. Деление клеток — простейший вид размножения. Так размножаются большинство одноклеточных организмов, в том числе простейшие и дрожжи. Клетки многоклеточных организмов, таких как наш, также размножаются делением. И хотя впоследствии некоторые клетки становятся специализированными и никогда не делятся, тем не менее множество других клеток (кожи, печени, слизистой оболочки пищеварительного тракта и другие) постоянно отмирают, и им на смену приходят новые. Пока вы читаете эту страницу, каждую секунду в вашем организме отмирает около двух миллионов красных кровяных клеток и приблизительно такое же количество появляется в результате роста и деления клеток в вашем костном мозге.

Итак, все организмы, состоящие из клеток, происходят от организмов, живших до них. Идея о том, что некоторые организмы самозарождаются из неорганической материи, окончательно устарела в XIX веке во многом благодаря экспериментам Луи Пастера. Но каким же образом в эту картину вписывается половое размножение? Сегодня для нас ответ довольно очевиден, но для достижения современного уровня знания человечеству потребовались многие столетия наблюдений, размышлений и опытов. Как мы уже говорили в гл. 2, микроскоп помог установить, что сперматозоиды в сперме и яйцеклетки в яичниках — это те же клетки (рис. 5.1).

В течение некоторого времени биологи верили в преформацию, то есть в то, что половые клетки содержат полностью сформированные копии взрослых организмов, которые в процессе роста увеличиваются в размерах. Но в 1759 году Каспар Фридрих Вольф, наблюдая развитие эмбриона цыпленка установил, что организм развивается в процессе эпигенеза.

Рис. 5.1. Микрофотография яйцеклетки, окруженной многочисленными сперматозоидами в момент оплодотворения

Это значит, что части организма формируются постепенно. Развитие начинается с оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки и образования зиготы. Органы и части тела образуются из соматических клеток (таких, как клетки мышц, костей и печени); гаметы же — из особых клеток, которые находятся только в половых железах, семенниках и яичниках. Таким образом, один организм порождает другой благодаря слиянию и делению клеток, и непрерывную цепь жизни можно проследить от одного поколения к другому, вплоть до самых далеких наших предков.