Александр Харс - Я познаю мир. Биология

При образовании половых клеток каждой клетке, как мы уже говорили, достается одинарный набор хромосом. При этом все хромосомы делятся «честно», но половые, если они у этой особи разные (скажем, это мужчина), в принципе невозможно разделить поровну – половине сперматозоидов достанется Х–хромосома, а половине – Y.

Теперь нетрудно догадаться, как решается вопрос о том, какой организм разовьется из оплодотворенной яйцеклетки – мужской или женский. Пол зародыша определяется в момент оплодотворения. Если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид, несущий Х–хромосому, то в каждой клетке тела зародыша будет две женские Х–хромосомы и разовьется девочка. Другое дело, если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид, несущий мужскую Y–хромосому. Тогда в каждой клетке развивающегося зародыша будут разные половые хромосомы – «X» и «Y» и зародыш будет мужского пола.

image l:href="#image138.png"

Половые хромосомы человека: 1 – X; 2 – Y

У человека и других млекопитающих пол определяется набором хромосом, то есть фактически в момент оплодотворения. Но можно привести немало примеров, когда пол животных определяется не генетически, а в результате воздействия внешних условий, при которых происходит развитие. У кольчатого червя бонеллии появившиеся на свет* личинки еще не имеют пола. У них есть право выбрать, кем быть, и всем хочется получить мужской пол, правда, далеко не всем это удается. Почему мужской? Сейчас разберемся, но сначала нужно рассказать, кто такая бонеллия и какие у этих червей взаимоотношения между полами.

Живет бонеллия в Средиземном море. Этот удивительный червь не похож на «обычного» в нашем представлении червя. Больше всего бонеллия похожа на лимон, подвешенный на длинной веревке. «Лимон» – это мешковидное тело бонеллии, а «веревка» – ее хоботок длиной более метра. Хоботок наверху разделен на две лопасти. Вместе с хоботком бонеллия «может иметь в длину 115 сантиметров.

image l:href="#image139.png"

Бонеллия: 1 – плавающая личинка; 2 – женская личинка; 3 – взрослая самка; 4 – самец из половых органов самки; 5 – личинки на хоботе самки

Тело бонеллии обычно спрятано в грунте и практически всю жизнь сохраняет неподвижность, лишь хоботок торчит наружу. В теле червя есть обширная полость, а в хоботке два внутренних канала и одна внешняя бороздка, играющая роль незамкнутого канала. Когда вода из полости тела нагнетается во внутренние каналы, они превращаются в гидравлический скелет и хоботок распрямляется. Питается бонеллия илом.

Так выглядит взрослая самка бонеллии. Самцы всю жизнь остаются маленькими и на самку совсем не похожи.

Чтобы стать «мужчиной», личинка должна оказаться на хоботке бонеллии. Если ей это удастся, то уже через три дня она превратится в маленького, почти микроскопического самца.

Тело самцов покрыто многочисленными ресничками, с помощью которых они могут плавать и ползать по твердому субстрату. Теперь новоявленным самцам необходимо отцепиться от хоботка и по его бороздке спуститься вниз к половому отверстию самки. Пробравшись через него в полость тела, самцы забираются в орган, где хранятся зрелые яйца самки. Тем, кому удастся пробраться внутрь, обеспечена спокойная жизнь. Здесь самцы живут на полном иждивении у супруги. У них даже отсутствует кишечник и некоторые другие органы. Всё, что необходимо для жизни, они получают от самки. От них требуется только оплодотворять ее яйца. Неудивительно, что все личинки «мечтают» стать самцами. (Что–то подобное мы уже наблюдали у удильщиков, с той лишь разницей, что у них пол личинки все–таки жестко определялся генами.)

В одиночку малышу трудно справиться со своими «мужскими» обязанностями, но самка предоставляет и стол, и дом многим самцам. Находили бонеллий, в теле которых обитало до 85 самцов. Вероятно, это рекорд многомужества. Тем же личинкам, которым не повезло столкнуться со взрослой самкой, уготована другая судьба. Они обязаны сами превратиться в самок, добывать свой хлеб, обороняться от врагов и думать о детях и многочисленных нахлебниках–мужьях.

Пол большинства ящериц и змей, как и млекопитающих, зависит от половых хромосом. Однако в некоторых группах рептилий, в частности у большинства черепах и всех крокодилов, пол определяется температурой, при которой развиваются яйца. Если кладка черепахи развивалась при температуре не выше +28°С, то все вылупившиеся из яиц этой кладки черепашки окажутся самцами.

Для развития самок нужна более высокая темйература: +32°С и выше. Только в интервале температур от 28°С до 32°С появляются и те, и другие. Правда, изредка из этого правила бывают исключения. В яйцах каймановых черепах самки появляются, если яйца развиваются при температуре ниже +20°С или выше +30°С.

image l:href="#image140.png"

Каймановая черепаха

У крокодилов «неженками» бывают самцы. Они появляются на свет из яиц, которые развивались при температуре 34°С и выше, а самки – при температуре 30°С и ниже. Эксперименты показали, что для определения пола зародышам необязательно весь период развития находиться при ключевой температуре. Достаточно, чтобы такая температура держалась в течение не очень продолжительного чувствительного периода. Его длительность колеблется от двух недель до одной трети периода развития яиц.

Ученые пока не знают, какую выгоду получают животные от температурного регулирования пола. Скорее всего, это должно приносить им одни неудобства. Представьте себе, что там, где обитает какой–нибудь вид черепах, много лет подряд летом стоит жара с очень высокой температурой, и из яиц вылупляются только самки. Это определенно грозило бы черепахам вымиранием. В связи с этим родилась даже гипотеза: а не вымерли ли динозавры из–за того, что на Земле изменился климат, произошло временное потепление или похолодание, и у динозавров в потомстве стали появляться только самцы или только самки, которые из–за отсутствия особей противоположного пола не смогли оставить потомства? Правда, никто не знает, как определялся пол у динозавров (хотя они родственны крокодилам, так что вполне возможно, что у них были сходные механизмы определения пола), а кроме того, эта гипотеза не объясняет, почему же вместе с динозаврами не вымерли черепахи и крокодилы, у которых пол точно определяется температурой.

Не только примитивные амёбы, но и высокоразвитые позвоночные животные иногда размножаются бесполым путем. На Кавказе, например, обитает примерно 15 видов скальных ящериц, у которых нет самцов. То есть вообще нет, никогда и нигде! Эти скальные ящерицы все до единой являются самками. И ничего: каждый год весной самостоятельно производят на свет множество вполне здоровых детей.