Биология Щербатюк экзамен / морфологических и физиологических преобразований

морфологических и физиологических преобразований. Повышается проницаемость клеточной мембраны, усиливается поглощение из окружающей среды фосфора и калия, выделяется кальций, увеличивается обмен углеводов, активируется синтез белка. У ряда животных возрастает потребность в кислороде. Так, у морского ежа в первую же минуту после оплодотворения поглощение кислорода повышается в 80 раз. Меняются коллоидные свойства протоплазмы. Вязкость увеличивается в 6—8 раз.

~ наружном слое яйца изменяются эластичность и оптические свойства. На поверхности отслаивается оболочка оплодотворения; между ней и поверхностью яйцз образуется свободное, наполненное жидкостью, пространство. Под ним образуется оболочка, которая обеспечивает скрепление клеток, возникающих в результате дробления яйца. После образования оболочки оплодотворения другие сперматозооны уже не могут проникнуть в яйцеклетку.

Показателем изменения обмена веществ является и то, что у ряда видов животных созревание яйца заканчи­вается только после проникновения в него сперматозоона. У круглых червей и моллюсков

Г1ишь в оплодотворенных яйцеклетках выделяется вто-эичный полоцит. У человека сперматозооны проникают i яйцеклетки!, находящиеся еще в периоде созревания. Первичный полоцит выделяется через 10 ч, вторичный — только через 1 сутки после проникновения сперма-гозоона.

Кульминационным моментом в процессе оплодотворения является слияние ядер. Ядро ;перматозоона (мужской пронуклеус) в цитоплазме яйца набухает и достигает величины ядра яйцеклетки 'женского пррнуклеуса). Одновременно мужской пронуклеус поворачивается на 180° и центросомой шеред движется в сторону женского пронуклеуса; юследний также перемещается ему навстречу. После )стречи ядра сливаются. В результате синка-риогамии юсстанавливается диплоидный набор хромосом. После >бразования синкариона яйцо приступает к дроблению.

Изучение физиологии оплодотворения позволяет вднять роль большого числа сперматозоонов, участвующих в оплодотворении. Установлено, что если при искусственном осеменении кроликов в семенной кидкости содержится менее 1000 сперматозоонов, шлодотворения не наступает. Точно так же не происходит оплодотворения при введении очень юльшого числа сперматозоонов (более 100 млн). Это эбъясняется в первом случае недостаточным, а во jtopoM — избыточным количеством ферментов, необходимых для проникновения сперматозоонов в шцеклетку. Разработаны методики искусственного

показаниям. Накануне овуляции хирургическим путем яйцеклетку извлекают из яичника. Ее помещают в спе­циально разработанную химическую среду со сперматозоонами, где и происходит слияние половых клеток..Зародыш на стадии 8—16 бластомеров им­плантируется в матку женщины и нормально развивается.

Моноспермая и полиспермия. В яйцеклетку проникает, как правило, один сперматозоон (моноспермия). Однако у насекомых, рыб, птиц и неко­торых других животных в цитоплазму яйцеклетки их может попасть несколько. Это явление получило назва­ние полиспермии. Роль полиспермии не совсем ясна, но установлено, что ядро лишь одного из сперматозоонов (мужской проиуклеус) сливается с женским пронуклеусом. Следовательно, в передаче наследственной информации принимает участие только этот сперматозоон. Ядра других подвергаются раз­рушению.

Партеногенез. Особую форму полового размножения представляет собой партеногенез (гр. parthenos — девственница, genos — рождение) т. е. развитие организма из неоплодотворенных яйцевых клеток. Эта форма размножения была обнаружена в середине XVIII в. швейцарским натуралистом Ш. Бонне {1720—1793). В настоящее время известен не только естественный, но и искусственный партеногенез.

Естественный партеногенез существует у ряда растений, червей, насекомых, ракообразных. У некоторых животных любое яйцо способно развиваться как без оплодотворения, так и после него. Это так называемый факультативный партеногенез. Он встре­чается у пчел, муравьев, коловраток, у которых из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неопло­дотворенных — самцы. У этих животных партеногенез возник как приспособление для регулирования численного соотношения полов.

При облигатном, т. е. обязательном, партеногенезе яйца развиваются без оплодотворения. Этот вид партеногенеза известен, например, у кавказской скальной ящерицы. У многих видов партеногенез носит циклический характер. У тлей, дафний, коловраток в летнее время существуют лишь самки, размножающиеся партеногенетически, а осенью партеногенез сменяется размножением с оплодотворением (это явление получило название гетерогении). Облигатный и циклический партеногенез исторически развивался у тех видов животных, которые погибали в большом количестве (тли, дафнии) или у которых была затруднена встреча особей различного пола (скальные ящерицы). Вид кавказской скальной ящерицы сохранился лишь благодаря появлению парте­ногенеза, так как встреча двух особей, обитающих на

настоящее время все особи этого вида представлены лишь самками, размножающимися партеногенетически.

Установлено существование партеногенеза у птиц. У одной из пород индеек многие яйца развиваются пар­теногенетически; из них появляются только самцы.

В ядрах соматических клеток особей, развившихся из неоплодотворенных яиц, в ряде случаев имеется гап­лоидный набор хромосом (таковы самцы коловраток), в других — диплоидный (тли, дафнии). Широко распро­странен партеногенез у личиночных стадий сосальщиков и других паразитов, что обеспечивает им интенсивное размножение и выживание несмотря на массовую гибель на различных этапах жизненного цикла.

Искусственный партеногенез исследовал А. А. Тихомиров. Он добился развития неоплодотворенных яиц тутового шелкопряда, раздражая их тонкой кисточкой или обрабатывая в течение нескольких секунд серной кислотой.

Тот факт, что дробление яйца начинается только после его оплодотворения, получил объяснение благодаря опытам с искусственным партеногенезом. Они показали, что для развития яйца необходима активация. Она является следствием тех сдвигов в обмене веществ, которые сопутствуют оплодотворению. В естественных условиях эти сдвиги происходят после проникновения сперматозоона в яйцеклетку, но в эксперименте могут быть вызваны разнообразными воздействиями: химическими, механическими, электрическими, термическими и др. Все они, так же, как проникновение сперматозоона, влекут за собой обратимые повреждения протоплазмы яйцеклетки, что изменяет метаболизм и оказывает активирующее воздействие.

Оказалось, что сравнительно легко поддаются активации яйца млекопитающих. Извлеченные из тела неоплодотворенные яйца кролика были активированы воздействием пониженной температуры. После пересадки в матку другой крольчихи они развились в нормальных крольчат. Предпринимались опыты по активированию нео плод отворенного яйца человека; получены ранние стадии развития зародыша.

Б. Л. Астауров (1904—1974) в 1940-1960 гг. разработал промышленный способ получения партеногеиетическо-го потомства у тутового шелкопряда.

Половой диморфизм. Под половым диморфизмом понимаются различия между самцами и самками в строении тела, окраске, инстинктах и ряде других признаков. Половой диморфизм проявляется уже на ранних ступенях эволюции. У круглых червей самки крупнее самцов. У многих из них, например у аскариды, самец имеет спикулы и загнутый в брюшную сторону