Александр Харс - Я познаю мир. Биология

Самооплодотворение чаще всего встречается у животных, ведущих паразитический образ жизни. Если бы не это, отгороженный в теле своего хозяина от внешнего мира паразит был бы лишен возможности оставить потомство. У плоских червей, паразитирующих в кишечнике позвоночных, протоки мужской и женской половых желез впадают в общую камеру, где и происходит встреча половых клеток.

image l:href="#image104.png"

Асцидия

Для многих гермафродитных организмов самооплодотворение невозможно. Причины этого могут быть самыми разными. Чаще всего мужские и женские половые клетки созревают в разное время. Но может быть и так, что яйцеклетки просто не могут быть оплодотворены сперматозоидами того же организма. Это явление наблюдается у асцидий, но механизм его пока не разгадан.

Большинство гермафродитных организмов, неспособных к самооплодотворению, в период размножения или одновременно выполняют функции самца и самки или в разные периоды жизни выступают то в одной, то в другой роли.

Отнюдь не единичным явлением, внешне напоминающим гермафродитизм, является паразитирование представителя одного пола на особи другого пола. В некоторых случаях природа использовала «опыт» греческих богов, слив в одном теле самца и самку. Речь идет о глубоководных удильщиках, очень своеобразных рыбах океанских глубин.

У этих рыб самки примерно в 100 раз крупнее самцов, которые так и называются – карликовыми. Самцы, слегка подкормившись после вылупления из икринок, отправляются на поиски невесты. Если в отпущенный им срок не найдут самку, гибнут от истощения. Неудивительно, что счастливцы, которым повезло встретить самку (а в малонаселенных глубинах океана такая встреча может и не произойти), не тратят время на знакомство с невестой, не выясняют, красивая она или нет, а просто вцепляются в нее зубами и скоро прирастают к ней. Да не просто прирастают, а самым настоящим образом срастаются. Их пищеварительная система атрофируется, кровеносная объединяется с сосудами самки, и самец фактически превращается из организма в орган, придаток организма самки. Когда самка мечет икру, эти «придатки» вспоминают о своих мужских обязанностях и поливают ее молоками, обеспечивая оплодотворение.

image l:href="#image105.png"

Карликовый самец удильщика на самке (указан стрелкой )

В одну самку могут вцепиться и два, и четыре самца. Они ведь вцепляются в нее, не спрашивая, замужем она или нет. Такой паразитизм самцов на самках собственного вида в условиях глубоководья оказывается очень выгодным. Во–первых, экономия – карликовым самцам нужно гораздо меньше пищи, чем если бы они были размером с самку, а то и крупнее, как у многих животных. На больших глубинах иищи мало, так что «лишние рты» ни к чему. Во–вторых, из–за редкой плотности популяции рыб на глубине встреча самца и самки, если бы им надо было встречаться каждый сезон размножения, маловероятна. А так у самки всегда ('сть при себе запас «карманных» самцов.

Мы сказали, что у живых существ, имеющих половые клетки, возникновению зародышей всегда предшествует слияние женской и мужской половых клеток. Однако почти из любого правила в биологии нет–нет да найдется исключение. Так уж устроены живые организмы: не любят они жестких указаний: «Делай то, не делай это». Не успеют биологи вывести какой–нибудь закон, как тут же найдут организм, ему не подчиняющийся. Так и с размножением с помощью половых клеток.

У некоторых животных и растений яйцеклетки способны развиваться сами по себе, без оплодотворения мужскими половыми клетками. Это явление было открыто А. Ван Левенгуком в начале XVIII века и получило название девственного размножения, или партеногенеза.

При любых способах оплодотворения какое–то число яйцеклеток может остаться неоплод отворенным. Обычно они вскоре гибнут, но иногда, у иглокожих, например, или некоторых червей и членистоногих неоплод отворенные яйцеклетки могут начать делиться и развиваться, как положено эмбриону. Такое развитие редко идет до конца – эмбрион рано или поздно гибнет. Но известны некоторые виды кузнечиков и других насекомых, у которых яйца, случайно оставшиеся неоплодотворенными, развиваются нормально, а личинки, вылупившиеся из них, вырастают до взрослых особей. У таких кузнечиков оплодотворение является желательным, но необязательным условием размножения.

Однако у названных нами животных партеногенез – явление случайное, не имеющее для них серьезного значения. Но есть и организмы, которые размножаются только или преимущественно партеногенетически или чередуют партеногенетическое размножение с нормальным. Последний способ размножения получил название сезонного партеногенеза. Он присущ тлям и многим другим насекомым.

У виноградного вредителя филлоксеры из отложенных с осени яиц весной развиваются только самки, их называют основательницами. Из 50 яиц, отложенных каждой из них, партеногенетически развиваются такие же самки, которые, в свою очередь, отложат неоплодотворенные яйца. В течение лета появляется несколько поколений самок, а самцы по–прежнему отсутствуют. Только осенью из неоплодотворенных яиц выведется два вида крылатых самок, не очень похожих друг на друга. Одни из них отложат более крупные яйца, из которых выведутся самки. Из более мелких яиц, откладываемых другими, выведутся самцы. И все эти яйца разовьются партеногенетически. Таким образом, только осенью размножение наконец произойдет с участием самцов, и суровую зиму будут переживать яйца, развившиеся из оплодотворенных яйцеклеток.

image l:href="#image106.png"

Филлоксера виноградная

Многие животные могут обходиться совсем без полового размножения. Эксперименты, проведенные над одним из мелких видов рачков, продолжались 28 лет. За это время было получено 124 поколения рачков, но ни одного самца среди них не оказалось. Такой же постоянный партеногенез наблюдается у некоторых видов пилильщиков, орехотворок и других насекомых.

image l:href="#image107.png"

Серебряный карась

Партеногенез встречается и у позвоночных животных. Среди скальных ящериц, живущих на Кавказе, примерно у 15 видов самцы отсутствуют. У серебристых карасей помимо обычной, двуполой формы, существует еще и однополая, представленная только самками. Икра однополых карасей развивается за счет воздействия сперматозоидов других видов рыб, чаще всего сазанов. Истинного оплодотворения при этом не происходит. Роль чужеродных сперматозоидов сводится лишь к активированию яйцеклетки, которая дальше развивается партеногенетически.

Интересную форму партеногенеза представляет собой педогенез насекомых. Выведшаяся из яйца личинка галловой мухи, относящейся к отряду двукрылых, никогда не станет взрослым насекомым. У нее в теле созревают яйцеклетки, и тут же без всякого оплодотворения начинают развиваться. В результате из яиц вылупляется 8–13 дочерних личинок, которые понемножку, не торопясь, общими усилиями съедают свою мать изнутри и потом покидают ее шкурку. Но и их судьба не лучше. В их теле, в свою очередь, будут развиваться и подрастать нежные «непорочные» детки и так далее. Лишь осеннее поколение личинок достигнет стадии куколки, и из них вылупятся взрослые самцы и самки. Партеногенетическое развитие можно вызвать и искусственно, в таком случае удается получить эмбрионы даже из человеческих яйцеклеток. Однако они гибнут на ранних стадиях развития.