§ 30. Паняцце палавога размнажэння і палавога працэсу

Паняцце палавога размнажэння і палавога працэсу

Як вы ўжо ведаеце з § 29—1, палавое размнажэнне працякае з удзелам палавых клетак (гамет). Яно забяспечвае спадчынную разнастайнасць патомства і павышае яго прыстасаванасць да ўмоў асяроддзя пражывання.

Палавы працэс — біялагічная з’ява, якая прыводзіць да абмену спадчынным матэрыялам паміж асобінамі аднаго віду або да яго аб’яднання, што стварае ўмовы для ўзнікнення разнастайнасці спадчыннай інфармацыі.

Палавы працэс уяўляе сабой пачатак палавога размнажэння, які адбываецца з удзелам гамет. Але гэтыя дзве з’явы нельга атаясамліваць, бо палавы працэс не заўсёды прыводзіць да павелічэння колькасці асобін. Часам палавы працэс атаясамліваюць з апладненнем, гэта значыць зліццём жаночай і мужчынскай гамет. Гэтага таксама рабіць нельга, паколькі палавы працэс можа працякаць і без удзелу гамет (водарасці, інфузорыі). 

Формамі палавога працэсу з’яўляюцца кан’югацыя і капуляцыя.

Кан’югацыя — асаблівая форма палавога працэсу, пры якой адбываецца кантакт аднаклетачных арганізмаў або саматычных клетак мнагаклетачных арганізмаў з утварэннем цытаплазматычных мосцікаў для пераходу ядраў ці ўсяго змесціва клетак. Кан’югацыя ў аднаклетачных арганізмаў (інфузорыі) некалькі адрозніваецца ад кан’югацыі ў мнагаклетачных водарасцей (спірагіра). У інфузорый (інфузорыя туфелька) у час кан’югацыі дзве асобіны ўступаюць у кантакт і па цытаплазматычным мосціку абменьваюцца рухомымі малымі ядрамі. Вялікія ядры ў іх гінуць і ў палавым працэсе не ўдзельнічаюць. Пры гэтым не адбываецца павелічэння колькасці асобін, але забяспечваецца перакамбінацыя спадчыннага матэрыялу.

Пры кан’югацыі ў мнагаклетачных водарасцей (спірагіра) асобныя гаплоідныя клеткі ніткападобных таломаў, што ляжаць паралельна, парамі ўтвараюць насустрач адна адной вырасты, якія злучаюцца і фарміруюць цытаплазматычны мосцік. Праз гэты мосцік змесціва адной з клетак перацякае ў іншую і злучаецца з яе змесцівам. Пры гэтым адбываецца накіраваны перанос спадчыннай інфармацыі з адной вегетатыўнай клеткі ў іншую, якая ператвараецца ў дыплоідную клетку. Апошняя дзеліцца на дзве даччыныя клеткі, якія даюць пачатак двум новым гаплоідным асобінам. Пры гэтым колькасць асобін будзе павялічвацца, бо ў кан’югацыі могуць удзельнічаць шмат якія клеткі мнагаклетачных нітак водарасці.

Капуляцыя (гаметагамія) — форма палавога працэсу, пры якой у мнагаклетачных і аднаклетачных арганізмаў дзве клеткі (гаметы), што адрозніваюцца па поле, зліваюцца і ўтвараюць зіготу з адным ядром і новым наборам спадчыннага матэрыялу. З зіготы развіваецца новы арганізм.

* Адрозніваюць наступныя асноўныя формы гаметагаміі:

• ізагамія — гаметы не адрозніваюцца адна ад адной па памерах, рухомыя, маюць жгуцікі, аднак фізіялагічна яны падзяляюцца на «мужчынскую» і «жаночую». Ізагамія сустракаецца ў некаторых пратыстаў і шмат якіх водарасцей;
• анізагамія (гетерагамія) — гаметы адрозніваюцца адна ад адной марфалагічна (адна буйнешая за іншую) і фізіялагічна, але абодва тыпы гамет рухомыя і маюць жгуцікі. Такі тып палавога працэсу характэрны для некаторых водарасцей;
• аагамія (авагамія) — у дадзеным выпадку гаметы моцна адрозніваюцца адна ад адной і падзяляюцца на жаночыя — яйцаклеткі — і мужчынскія — сперматазоіды. Яйцаклеткі буйныя і нерухомыя, а сперматазоіды дробныя і рухомыя. У насенных раслін мужчынскія гаметы нерухомыя і называюцца сперміямі. Яны дастаўляюцца да яйцаклеткі з дапамогай пылковай трубкі. Аагамія характэрна для жывёл, раслін і шмат якіх грыбоў.

Капуляцыя як форма палавога працэсу эвалюцыянавала ў наступным напрамку:

ізагамія → анізагамія → аагамія. 

*Паняцце пра дыплоіднасць і гаплоіднасць

Пры палавым размнажэнні адбываецца змяненне колькасці храмасом у клетках на этапе ўтварэння гамет і на этапе апладнення. Для таго каб добра ўяўляць сутнасць гэтых змяненняў, разгледзім такія паняцці, як «дыплоіднасць» і «гаплоіднасць». Клеткі кожнага арганізма змяшчаюць пэўны набор храмасом, які называецца карыятыпам. Для кожнага віду арганізмаў характэрны свой карыятып. Ён адрозніваецца па колькасці, форме і складзе храмасом ад карыятыпу іншага віду.

Даследаванні карыятыпаў розных арганізмаў паказалі, што ў клетках храмасомы могуць быць парнымі ці няпарнымі, адпаведна набор храмасом можа быць двайным ці адзінарным. Двайны набор храмасом, у якім парныя храмасомы аднолькавыя па велічыні, форме і складзе спадчыннай інфармацыі, называецца  дыплоідным (ад грэч. diplóos  — двайны, éidos  — від) і абазначаецца 2n. Ён характэрны для саматычных клетак (клетак цела) грыбоў, раслін і жывёл. Так, напрыклад, усе саматычныя клеткі чалавека змяшчаюць 23 пары храмасом, г. зн. карыятып складаецца з 46 храмасом. У дразафілы 8 храмасом у карыятыпе ўтвараюць 4 пары. Адзінарны набор храмасом, які складаецца з няпарных храмасом, называецца гаплоідным  (ад. грэч. haplóos — адзіночны, éidos — від) і абазначаецца n.  Напрыклад, у клетках талома і спорах водарасцей набор храмасом гаплоідны. У палавых клетках усіх арганізмаў заўсёды змяшчаецца толькі гаплоідны набор храмасом. У чалавека гаметы змяшчаюць па 23 храмасомы.

*Асаблівасці будовы і ўтварэння палавых клетак у жывёл

Разгледзім асаблівасці будовы палавых клетак у жывёл. У курсе біялогіі 9-га класа вы пазнаёміліся з будовай мужчынскіх і жаночых палавых клетак чалавека. Вы памятаеце, што галоўным адрозненнем палавых клетак ад саматычных з’яўляецца наяўнасць гаплоіднага набору храмасом.

У жывёл мужчынскія палавыя клеткі — сперматазоіды — дробныя, рухомыя, перамяшчаюцца з дапамогай аднаго ці некалькіх жгуцікаў. Форма мужчынскіх палавых клетак у розных відаў жывёл розная. Для пазваночных жывёл найбольш тыповыя сперматазоіды, якія маюць галоўку, шыйку і доўгі жгуцік для актыўнага перамяшчэння. Менавіта такую будову маюць сперматазоіды чалавека.

Жаночая палавая клетка — яйцаклетка — буйная, нерухомая, змяшчае запас пажыўных рэчываў. Яйцаклетка звычайна значна буйнейшая за саматычныя клеткі і часцей за ўсё мае сферычную форму.

Асабліва вялікіх памераў дасягаюць яйцаклеткі жывёл, эмбрыянальнае развіццё якіх адбываецца па-за целам маці (яйкі птушак і рэптылій, ікра амфібій і рыб). Яны маюць вялікі запас пажыўных рэчываў (жаўток).

Працэс утварэння і развіцця палавых клетак у жывёл працякае ў асаблівых палавых залозах — ганадах. Аднак у кішачнаполасцевых палавыя залозы адсутнічаюць, і палавыя клеткі ўтвараюцца з рэзервовых саматычных клетак.

Сперматазоіды і яйцаклеткі звычайна фарміруюцца адпаведна асобінамі мужчынскага і жаночага полу. Віды, у якіх арганізмы падзяляюцца на самцоў і самак, называюцца раздзельнаполымі. Сустракаюцца віды, у якіх адзін і той жа арганізм можа ўтвараць як мужчынскія, так і жаночыя палавыя клеткі. Такія арганізмы называюцца гермафрадытамі. Гермафрадытызм назіраецца шмат у якіх відаў малюскаў, плоскіх і кольчатых чарвей, але практычна не сустракаецца ў хордавых жывёл.

Працэс утварэння палавых клетак у жывёл уключае шэраг складаных пераўтварэнняў зыходных мацярынскіх клетак-папярэдніц. Разгледзім асаблівасці гэтага працэсу ў млекакормячых.

Мужчынскія палавыя клеткі ўтвараюцца ў мужчынскіх палавых залозах — семянніках. Семяннікі млекакормячых складаюцца з вітых семявых канальцаў. У сценках канальцаў клеткі знаходзяцца на розных стадыях развіцця і фарміруюць зоны — размнажэння, росту, выспявання і фарміравання.

Працэс утварэння мужчынскіх палавых клетак называецца сперматагенезам. Ён пачынаецца ў перыяд палавога выспявання і працягваецца на працягу ўсяго жыцця. Сперматагенез уключае чатыры перыяды: размнажэнне, рост, выспяванне і фарміраванне. Кожны перыяд працякае ў аднайменнай зоне сценкі семявага канальца і характарызуецца спецыфічнымі працэсамі ўтварэння пэўнага тыпу клетак. У перыяд размнажэння мацярынскія дыплоідныя клеткі-папярэдніцы шматразова дзеляцца без стадыі росту паміж дзяленнямі. Утвараецца вялікая колькасць дробных клетак, ідэнтычных мацярынскім. Яны перамяшчаюцца ў зону росту, дзе павялічваюцца ў памерах за кошт назапашвання цытаплазмы. Далей яны перамяшчаюцца ў зону выспявання, дзе перажываюць два паслядоўныя дзяленні з памяншэннем удвая колькасці храмасом. У зоне фарміравання ў кожнай клеткі з’яўляюцца галоўка, шыйка і жгуцік, і яна ператвараецца ў гаплоідны сперматазоід. Такім чынам, з кожнай матчынай дыплоіднай клеткі-папярэдніцы ўтвараецца 4 гаплоідныя сперматазоіды. У мужчын сперматазоіды ўтвараюцца бесперапынна — прыкладна 125 млн штодня — і тэарэтычна ўвесь час здольныя да апладнення.

Развіццё жаночых палавых клетак — яйцаклетак — пачынаецца ў жаночых палавых залозах — яечніках, а выспяванне яйцаклетак адбываецца ў матачнай трубе. Працэс утварэння яйцаклетак называецца аагенезам. Ён уключае тры перыяды — размнажэнне, рост і выспяванне, у ходзе якіх працякаюць працэсы, падобныя да перыядаў утварэння сперматазоідаў. Аднак у перыяд выспявання з чатырох гаплоідных клетак, якія ўтварыліся з клеткі-папярэдніцы, толькі адна буйная клетка становіцца яйцаклеткай, а тры малыя клеткі гінуць. Перыяд фарміравання адсутнічае.

Перыяд размнажэння мацярынскіх дыплоідных клетак-папярэдніц у жанчыны пачынаецца яшчэ ў час унутрычэраўнага развіцця зародка і заканчваецца да моманту нараджэння. Большая іх частка гіне, а тыя, што выжылі,  захоўваюцца доўгія гады без змянення. З наступленнем палавой спеласці асобныя клеткі-папярэдніцы з перыядычнасцю ў 28 дзён уступаюць у перыяды росту і выспявання. У выніку з кожнай дыплоіднай клеткі-папярэдніцы ўтвараецца адна гаплоідная яйцаклетка. Колькасць яйцаклетак, якія ўтвараюцца ў жанчын на працягу жыцця, індывідуальная і вагаецца ў межах 400—500 штук.

Асаблівасць працэсу ўтварэння жаночых палавых клетак у параўнанні з утварэннем сперматазоідаў заключаецца ў тым, што ў жанчын ён спыняецца пасля наступлення менапаўзы (клімаксу), а ў мужчын утварэнне сперматазоідаў працягваецца да канца жыцця. Менапаўза — гэта згасанне гарманальнай функцыі яечнікаў.

Праверым веды