Основи загальної біології

У жаб, комах і ссавців вдалося також одержувати генетично ідентичне потомство (клон) іншим методом (рис. 8.11): з яйцеклітини видаляють ядро та пересаджують у неї ядро соматичної клітини іншої особини. Потім штучну зиготу імплантують в матку самки, де ембріон продовжує розвиток.

 

Рис. 8.10. Розвиток моркви на штучному живильному середовищі з декількох клітин коренеплоду

 

 

Рис. 8.11. Методика клонування організму шпорцевої жаби

 

Чергування поколінь – це періодична або нерегулярна зміна покоління, що розмножується статевим способом, одним або декількома безстатевими поколіннями. Виділяють наступні типи чергування поколінь: 

• Первинне – зміна статевого й споконвічно існуючого безстатевого розмноження (тобто спороутворення).
• Вторинне – зміна статевого й вдруге придбаного безстатевого розмноження; воно зустрічається в різних групах, багатоклітинних тварин. 

 

Основне біологічне розходження між статевим і безстатевим розмноженням полягає в тому, що при статевому розмноженні в популяції створюється більша генетична мінливість (рекомбінації й мутації). При безстатевому розмноженні організм і всі його нащадки генетично ідентичні (клон). Єдиним джерелом генетичної мінливості в клоні служать мутації. Деякі з найбільш істотних і типових особливостей безстатевого й статевого розмноження представлені в табл. 8.1.

 

Недоліки й селективні переваги статевого та безстатевого розмноження можна оцінити, розглянувши два аспекти кожного з типів: скільки витрачається енергії і як організм адаптується до середовища, у якому він живе.

Таблиця 8.1

 

Порівняння безстатевого и статевого розмноження

 

У випадку безстатевого розмноження за один раз утвориться один або декілька нащадків. Причому ці нащадки часто залишаються пов'язаними з батьківською особиною. У разі безстатевого розмноження для утворення кожного нащадка затрачається відносно велика кількість енергії, у тому числі у вигляді матеріалу з якого будується тіло нащадка. Зате енергія ця використовується ефективно, оскільки майже вся йде на зростання нової особини. Крім того, оскільки нащадки мають відносно великі розміри, імовірність того, що вони доживуть до репродуктивного віку, досить велика. 

Передбачається, що безстатеве розмноження являє собою примітивну форму відтворення як способу «копіювання» генетично ідентичних поколінь (рис. 8.12).

 

 

 

Рис. 8.12. Еволюція розмноження

А. Тільки безстатеве розмноження. Б, В, Г – чергування безстатевого та статевого покоління. Д. Тільки статеве розмноження

 

Деякі організми можуть розмножуватися як статевим, так і безстатевим шляхом. При незмінних умовах середовища організму більш вигідно безстатеве розмноження. А при зміні умов середовища для збереження популяції необхідна генетична мінливість (що створюється в результаті статевого розмноження), для того щоб могло відбуватися утворення нових видів, адаптованих до нових умов середовища.

У разі статевого розмноження енергія використовується дуже неефективно. Якщо сперматозоїди або яйцеклітини виділяються у воду або повітря, то мільйони їх або не знаходять партнера, або стають жертвою інших організмів, так що енергія, витрачена на їхнє утворення витрачається неефективне.

У разі внутрішнього запліднення втрати гамет менше, але організм затрачає енергію на забезпечення інших умов: рослина утворює квітки та виробляє нектар, щоб залучити тварин, які переносять пилок, тварини затрачають багато часу та енергії на пошуки шлюбних партнерів і залицяння (шлюбний період). Багато енергії витрачається на турботу про потомство (батьківський період). У цілому під час безстатевого розмноження витрати енергії менше, ніж під час статевого.

 

Самка – лімітуючий фактор у статевому розмноженні, оскільки яйцеклітина крупніше сперматозоїдів і на її утворення витрачається більше енергії. Еволюційний успіх самця звичайно лімітується його здатністю запліднити якомога більше число яйцеклітин. Еволюційний успіх самки лімітується числом яйцеклітин, які виживають, розвиваються в дорослу особину та стають частиною популяції, що розмножується. Тому самки більш розбірливі у виборі шлюбного партнера. 

 

Різні ролі самців і самок у процесі розмноження приводять до зовнішніх розходжень між ними – статевому диморфізму. Моногамні види вибирають собі тільки одного шлюбного партнера на весь сезон розмноження або навіть на все життя. Існує два типи полігамії: поліандрія, під час якої одна самка спаровується з декількома самцями, і набагато більше звичайна, полігінія, під час якої один самець спаровується з багатьма самками.

Сучасна людина схильна до моногамії, але вірогідно виникла від полігінного предка. Тип батьківської поведінки людини припускає витрачання дуже багато енергії й часу на вирощування дитинчати. Виникненню в первісних людей моногамії, імовірно, сприяло властиве тільки людині володіння якоюсь власністю. Можливо, що перше ніж люди стали володіти якимось майном, добір сприяв полігінії для чоловіків і моногамії для жінок, тобто еволюція системи шлюбних відносин протікала в протилежних напрямках. Утворення власності привело до конвергенції інтересів чоловіків і жінок. Проблема чоловіка полягала в тому, що він не знає, чи своїм дітям він залишає в спадщину свою власність. Жінка гарантувала чоловіку,