§ 44. Здатність до репродукції – універсальна властивість організмів. Будова статевих клітин

• До змісту відповідей

Чи могло б життя на Землі досягти значного різноманіття, якби не виникли статеві клітини?

Ні, без виникнення статевих клітин і статевого процесу життя на Землі не змогло б досягти значного біорізноманіття. Статеве розмноження забезпечує комбінативну мінливість — утворення унікальних комбінацій алелів у кожному поколінні внаслідок злиття спадкового матеріалу двох різних особин. Це забезпечує виникнення нових адаптацій і слугує матеріалом для дії природного добору. Нестатеве ж розмноження продукує генетично однорідних нащадків (клонів), що значно обмежує еволюційні можливості видів.

Поміркуйте, чому що різноманітніший генофонд популяції, то більше в неї шансів пристосуватись до змін умов навколишнього середовища.

Різноманітний генофонд містить велику кількість різних варіантів алельних генів. У разі зміни клімату, появи нових захворювань чи хижаків серед особин із різними генотипами з більшою ймовірністю виявляться ті, чиї спадкові ознаки дадуть змогу вижити в нових умовах, розмножитися та зберегти популяцію. Генетично однорідні популяції за різких змін довкілля опиняються під загрозою повного вимирання.

Наведіть приклади роздільностатевих тварин.

До роздільностатевих тварин належать більшість членистоногих (річковий рак, павук-хрестовик, травневий хрущ), двостулкові молюски (беззубка, тридакна), круглі черви (аскарида людська), а також більшість хордових тварин: кісткові та хрящові риби (окунь, акула), земноводні (жаба трав’яна), плазуни (ящірка прудка), птахи (голуб сизий) та ссавці (кіт свійський, людина).

ПОМІРКУЙТЕ

1. Чим можна пояснити те, що яйцеклітини людини й більшості ссавців містять значно менше поживних речовин, ніж у рептилій або птахів?

У людини та більшості ссавців розвиток ембріона відбувається внутрішньоутробно в організмі матері, а живлення, газообмін і виведення продуктів метаболізму забезпечуються безпосередньо через плаценту. Натомість у плазунів і птахів зародок розвивається поза тілом матері (в яйці), тому яйцеклітина має містити великий запас поживних речовин (жовтка) для забезпечення всього періоду ембріогенезу.

2. Чому кон’югація як статевий процес обміну спадковим матеріалом не набула великого поширення серед багатоклітинних організмів?

Кон’югація полягає в безпосередньому обміні спадковим матеріалом між клітинами без збільшення кількості особин. Для складних багатоклітинних організмів із диференційованими тканинами прямий обмін генетичним матеріалом усього тіла неможливий. Еволюційно вигіднішим став розвиток спеціалізованих гамет (яйцеклітин і сперматозоїдів), оскільки запліднення забезпечує одночасно комбінацію спадкової інформації та появу нового покоління організмів.

3. Які механізми спрямовані на унеможливлення запліднення яйцеклітини тварин одного виду сперматозоїдами іншого?

Міжвидовому заплідненню запобігають такі біологічні механізми:

• Хімічна специфічність: яйцеклітина виділяє речовини, що активують і приваблюють сперматозоїди лише власного виду.
• Специфічність рецепторів клітинних оболонок: ферменти акросоми сперматозоїда можуть розчинити захисні оболонки яйцеклітини лише в разі точного просторового комплементарного зв’язування з видоспецифічними рецепторними білками на поверхні яйцеклітини.
• Етологічні (поведінкові) та морфологічні бар’єри, що запобігають спаровуванню особин різних видів.