Развитие личинки тли из яйцеклетки без оплодотворения

Обновлено: 08.07.2024

1) Деление одноклеточных (амеба). При шизогонии (малярийный плазмодий) получается не две, а много клеток.

2) Спорообразование

  • Споры грибов и растений служат для размножения.
  • Споры бактерий не служат для размножения, т.к. из одной бактерии образуется одна спора. Они служат для переживания неблагоприятных условий и расселения (ветром).

3) Почкование: дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (почек) – у кишечнополостных (гидра), дрожжей.

4) Фрагментация: материнский организм делится на части, каждая часть превращается в дочерний организм. (Спирогира, кишечнополостные, морские звезды.)

5) Вегетативное размножение растений: размножение с помощью вегетативных органов:

  • корнями – малина
  • листьями – фиалка
  • специализированными видоизмененными побегами:
    • луковицами (лук)
    • корневищем (пырей)
    • клубнем (картофель)
    • усами (земляника)

    Способы полового размножения

    1) С помощью гамет, сперматозоидов и яйцеклеток. Гермафродит – это организм, который образует и женские, и мужские гаметы (большинство высших растений, кишечнополостные, плоские и некоторые кольчатые черви, моллюски).

    2) Конъюгация у зеленой водоросли спирогиры: две нити спирогиры сближаются, образуются копуляционные мостики, содержимое одной нити перетекает в другую, получается одна нить из зигот, вторая – из пустых оболочек.

    3) Конъюгация у инфузорий: две инфузории сближаются, обмениваются половыми ядрами, потом расходятся. Количество инфузорий остается тем же, но происходит рекомбинация.

    4) Партеногенез: ребенок развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (у тлей, дафний, пчелиных трутней).

    Ещё можно почитать

    Задания части 1

    Выберите один, наиболее правильный вариант. Размножение, при котором дочерний организм появляется без оплодотворения из клеток тела материнского организма, называют
    1) партеногенезом
    2) половым
    3) бесполым
    4) семенным

    БЕСПОЛОЕ
    Выберите три варианта. Бесполое размножение характеризуется тем, что
    1) потомство имеет гены только материнского организма
    2) потомство генетически отличается от материнского организма
    3) в образовании потомства участвует одна особь
    4) в потомстве происходит расщепление признаков
    5) потомство развивается из неоплодотворенной яйцеклетки
    6) новая особь развивается из соматических клеток

    Выберите три варианта. Размножение малины корневыми отпрысками способствует
    1) повышению её урожайности
    2) изменению массы стебля
    3) увеличению территории распространения
    4) сохранению наследственных признаков
    5) увеличению численности особей этого сорта
    6) развитию корневой системы

    БЕСПОЛОЕ - ПОЛОВОЕ ПРИЗНАКИ
    1. Установите соответствие между особенностью размножения и его способом: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) формирует новые сочетания генов
    Б) формирует комбинативную изменчивость
    В) образует потомство, идентичное материнскому
    Г) требует дополнительных затрат энергии
    Д) используется организмами при ухудшении условий
    Е) обусловлено митозом

    2. Установите соответствие между характеристиками и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) Сливаются гаплоидные ядра.
    Б) Образуется зигота.
    В) Происходит с помощью спор или зооспор.
    Г) Проявляется комбинативная изменчивость.
    Д) Образуется потомство, идентичное исходной особи.
    Е) Генотип родительской особи сохраняется в ряду поколений.

    3. Установите соответствие между этапами жизненного цикла растений и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) образуются споры
    Б) сопровождается слиянием гамет
    В) размножается спорофит
    Г) размножается гаметофит
    Д) образуется зигота
    Е) происходит мейоз

    4. Установите соответствие между характеристиками и типами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) Размножение осуществляется с помощью побегов.
    Б) Происходит сочетание генов двух родителей.
    В) Организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки.
    Г) Размножение происходит без участия гамет.
    Д) Размножение происходит путём почкования.
    Е) Образуется зигота.

    БЕСПОЛОЕ - ПОЛОВОЕ ПРИМЕРЫ
    1. Установите соответствие между примером размножения и его способом: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
    А) спорообразование у сфагнума
    Б) семенное размножение ели
    В) партеногенез у пчел
    Г) размножение луковицами у тюльпанов
    Д) откладывание яиц птицами
    Е) выметывание икры у рыб

    2. Установите соответствие между конкретным примером и способом размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильной последовательности.
    А) спорообразование папоротника
    Б) образование гамет хламидомонады
    В) образование спор у сфагнума
    Г) почкование дрожжей
    Д) нерест рыб

    3. Установите соответствие между конкретным примером и способом размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
    А) почкование гидры
    Б) деление клетки бактерии на двое
    В) образование спор у грибов
    Г) партеногенез пчел
    Д) образование усов земляники

    4. Установите соответствие между процессами и способами размножения организмов: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) откладывание яиц ящерицами
    Б) спорообразование пеницилла
    В) размножение пырея корневищами
    Г) партеногенез дафний
    Д) деление эвглены
    Е) размножение вишни семенами

    5. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
    А) черенкование малины
    Б) образование спор у хвоща
    В) спорообразование у кукушкина льна
    Г) фрагментация лишайника
    Д) партеногенез тлей
    Е) почкование у кораллового полипа


    6сб. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
    А) образование гамет у хламидомонады
    Б) нерест осетровых
    В) споруляция у мхов

    Г) деление амебы обыкновенной
    Д) фрагментация мицелия у грибов
    Е) корневые отпрыски у малины

    7. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам
    А) культурой ткани
    Б) неоплодотворенными яйцеклетками
    В) клубнями
    Г) яйцами

    Д) соматическими клетками
    Е) участками корневища

    8. Установите соответствие между характеристиками и способами размножения: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) развитие организма, полученного из черенка растения
    Б) образование зиготы при слиянии гамет
    В) развитие организма из группы соматических клеток
    Г) сочетание в организме потомка признаков двух родителей
    Д) выращивание растения из культуры клеток
    Е) образование новых растений из вегетативных почек

    А) образование спор у мухомора

    Б) размножение клубники усами
    В) слияние гамет млекопитающих

    ВЕГЕТАТИВНОЕ - ПОЛОВОЕ
    1. Установите соответствие между особенностью размножения и его видом: 1) вегетативное, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
    А) обусловлено сочетанием гамет
    Б) особи образуются путем почкования
    В) обеспечивает генетическое сходство особей
    Г) происходит без мейоза и кроссинговера
    Д) обусловлено митозом

    ПОЛОВОЕ
    1. Выберите три признака, характерных для полового размножения семенных растений, и запишите цифры, под которыми они указаны.
    1) В размножении участвуют спермии и яйцеклетки
    2) В результате оплодотворения образуется зигота
    3) В процессе размножения происходит деление клетки пополам
    4) Потомство сохраняет все наследственные признаки родителя
    5) В результате размножения у потомства появляются новые признаки
    6) В размножении участвуют вегетативные части растения

    2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для полового размножения?
    1) генетическое разнообразие потомства
    2) простое деление клеток
    3) почкование
    4) развитие потомков после оплодотворения
    5) партеногенез
    6) обеспечивает рост, дробление, регенерацию

    ПОЛОВОЕ - БЕСПОЛОЕ ОТЛИЧИЯ
    1. Выберите два отличия полового размножения от бесполого.
    1) половое размножение энергетически выгоднее бесполого
    2) в половом размножении участвует два организма, в бесполом один
    3) при половом размножении потомки точные копии родителей
    4) в бесполом размножении участвуют соматические клетки
    5) половое размножение возможно только в воде

    2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В чем состоит отличие полового размножения от бесполого?
    1) способствует появлению модификаций
    2) повышает численность потомства
    3) усиливает генетическое разнообразие потомства
    4) увеличивает плодовитость особей
    5) формирует новые сочетания генов
    6) ведет к разнообразию комбинаций аллелей в гаметах

    ===============================
    Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Споры бактерий, в отличие от спор грибов,
    1) служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий
    2) выполняют функцию питания и дыхания
    3) НЕ служат для размножения
    4) обеспечивают распространение (расселение)
    5) образуются путем мейоза
    6) образуются из материнской клетки путем потери воды

    Некоторые животные могут производить потомство без спаривания с помощью партеногенеза. Как это у них получается? Возможен ли такой вариант размножения у человека? Рассказываем главное о необычном явлении природы.

    Что такое партеногенез?

    Процесс, называемый партеногенезом, позволяет различным существам — от медоносных пчел до гремучих змей — размножатся без участия самца. Это форма полового размножения, при котором развитие организма происходит из женской половой клетки (яйцеклетки) без оплодотворения ее мужской (сперматозоид).

    Один из самых обсуждаемых случаев партеногенеза произошел с акулой-зеброй Леони, живущей вместе с другими акулами-самками в Австралийском аквариуме Reef HQ. В конце января 2017 года ученые опубликовали статью о ней. Хотя она не пересекалась с самцом акулы уже три года, эта пойманная в неволе особь отложила яйца, из которых вылупились три жизнеспособных детеныша.

    Несколькими годами ранее в зоопарке Луисвилля самка сетчатого питона по имени Тельма, которая никогда даже не видела питона-самца, отложила шесть яиц. Из них появились здоровые молодые змеи. Исследование ее ДНК, опубликованное в Биологическом журнале Линнеевского общества, показало, что Тельма является единственным родителем всех змеенышей.

    А в 2006 году в Англии самка комодского варана по имени Флора совершила аналогичный подвиг, озадачив хранителей зоопарка Честера.

    Как это работает?

    Половое размножение происходит при участии двух компонентов: яйцеклетке и сперматозоида. Каждый предоставляет половину генетической информации, необходимой для создания живого организма. Но при партеногенезе организм находит уникальный способ восполнения генов, обычно обеспечиваемых сперматозоидом.


    Яичники производят яйцеклетки посредством сложного процесса — мейоза. Во время него клетки реплицируются, реорганизуются и разделяются. Такие яйцеклетки содержат только половину материнских хромосом с одной копией каждой хромосомы. Они называются гаплоидными клетками (те, что содержат две хромосомные копии, называются диплоидными).

    В процессе мейоза появляются побочные продукты: более мелкие клетки — полярные тельца.

    • В одной из версий партеногенеза — автомиксиса, в организме полярное тело объединяется с яйцеклеткой для создания потомства. Этот процесс, который задокументирован у акул, слегка перетасовывает материнские гены для создания потомства, похожего на мать, но не создания ее точных клонов.
    • В другой форме партеногенеза, апомиксисе, клетки реплицируются посредством митоза. В этом процессе одна клетка дублируется, чтобы создать две диплоидные. Таким образом осуществляется своего рода генетическое копирование и вставка. Поскольку эти клетки никогда не подвергаются процессу смешения генов мейоза, потомство, полученное таким образом, является генетически идентичными клонами своих родителей. Эта форма партеногенеза чаще встречается у растений.

    Для большинства организмов, которые размножаются первым способом, посредством автомиксиса, потомство обычно получает две Х-хромосомы от своей матери. Две Х-хромосомы, основная генетическая кладовая, сцепленная с полом, дают потомство только женского пола.

    Но в редких случаях такие животные, как тля, могут производить плодовитое потомство мужского пола, которое генетически идентично своей матери, за исключением отсутствия второй Х-хромосомы. Эти самцы обычно плодовиты, но поскольку они способны производить только сперму, содержащую Х-хромосомы, все их потомство будет самками.

    Партеногенез следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т.п.).

    Кстати, партеногенез бывает естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе и искусственный, вызываемый экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворенную яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.

    Вообще партеногенез делят также на генеративный, или гаплоидный, и соматический (он может быть диплоидным и полиплоидным). При генеративном партеногенезе в делящихся клетках тела наблюдается гаплоидное число хромосом (n); этот случай относительно редок (гаплоидные самцы — трутни пчел). При соматическом партеногенезе в делящихся клетках тела наблюдается исходное диплоидное (2n) или полиплоидное (Зn, 4n, 5n, редко даже 6n и 8n) число хромосом.

    Партеногенез у животных

    Исходная форма партеногенеза — зачаточный, или рудиментарный партеногенез — свойственен многим видам животных в тех случаях, когда их яйца остаются неоплодотворёнными. Как правило, зачаточный партеногенез ограничивается начальными стадиями зародышевого развития; однако иногда развитие достигает конечных стадий.

    За миллионы лет животные воспроизводились посредством партеногенеза, который впервые появился у некоторых из самых маленьких и простых организмов. Ученые считают, что для более продвинутых животных, таких как позвоночные, способность к бесполому размножению стала последней попыткой для видов, находящихся в неблагоприятных условиях. Это может объяснить, почему партеногенез возможен у стольких видов пустынных и островных видов.


    Большинство животных, размножающихся посредством партеногенеза, — это мелкие беспозвоночные, такие как пчелы, осы, муравьи и тли, которые могут чередоваться между половым и бесполым размножением. Партеногенез наблюдается у более чем 80 видов позвоночных, около половины из которых — рыбы или ящерицы. Редко когда сложные позвоночные, такие как акулы, змеи и крупные ящерицы, полагаются на бесполое размножение, поэтому Леони и другие поначалу ставили ученых в тупик.

    Различают облигатный партеногенез, при котором яйца способны только к партеногенетическому развитию, и факультативный, при котором яйца могут развиваться и посредством партеногенеза, и в результате оплодотворения (у многих перепончатокрылых насекомых, например у пчел, из неоплодотворенных яиц развиваются самцы (трутни), из оплодотворенных — женские особи (матки и рабочие пчелы).

    Многие виды животных, не имеющие самцов, способны к длительному размножению путем партеногенеза — константный партеногенез. У некоторых видов наряду с партеногенетической женской расой существует обоеполая раса (исходный вид), занимающая иногда другой ареал — географический партеногенез (бабочки чехлоноски, многие жуки, многоножки, моллюски, коловратки, дафнии, из позвоночных — ящерицы и др.).

    А бывает искусственный партеногенез?

    Искусственный партеногенез у животных впервые получен русским зоологом Александром Тихомировым. В 1886 году ему удалось показать, что неоплодотворенные яйца тутового шелкопряда можно побудить к развитию растворами сильных кислот, трением и другими раздражителями. В дальнейшем искусственный партеногенез был получен Жаком Лёбом и другими учеными у многих животных, главным образом у морских беспозвоночных, а также у некоторых земноводных (лягушка) и даже млекопитающих (кролик).

    Искусственный партеногенез вызывают действием на яйца гипертонических или гипотонических растворов (осмотический партеногенез), уколом яйца иглой, смоченной гемолимфой (травматический партеногенез), резким охлаждением и особенно нагревом (температурный партеногенез), а также действием кислот, щелочей и других химикатов.

    С помощью искусственного партеногенеза обычно удается получать лишь начальные стадии развития организма; полный партеногенез достигается редко, хотя известны случаи полного партеногенеза даже у позвоночных животных.

    В 2003 году ученым из Института развития клеточной технологии (штат Массачусетс, США) удалось получить полноценные эмбрионы из неоплодотворенных яйцеклеток у 4 из 28 испытуемых макак. Это произошло благодаря особому химическому препарату, стимулирующему деление яйцеклетки.

    Может ли человек размножаться партеногензом?

    У человека известны случаи, когда под влиянием стрессовых ситуаций высоких температур и в других экстремальных ситуациях женская яйцеклетка может начать делится, даже если не оплодотворена, но в 99,9% случаев она вскоре погибает.

    В рассуждениях о партеногенезе неизбежно всплывает тема одного из главных догматов христианства — непорочного зачатия Девы Марии. Не хранят ли евангельские предания свидетельство о партеногенетическом рождении человека? Противники этой версии указывают на то, что, будь это так, младенец Иисус должен был бы родиться девочкой — разумеется, из-за отсутствия в яйцеклетке Y-хромосом.

    К сожалению, на пути партеногенеза человека воздвигнут мощный заслон природой.

    Известно, что никакие млекопитающие не воспроизводятся таким образом, потому что, в отличие от более простых организмов, млекопитающие полагаются на процесс, называемый геномным импринтингом.

    Дело в том, что для развивающегося зародыша млекопитающего, образно говоря, не безразлично, от кого достался тот или иной ген — от мамы или от папы. Ген, отвечающий за развитие какого-нибудь жизненного важного органа, просто не будет работать, проявлять себя, если он имеет неправильный половой маркер. Если у потомства был бы только один родитель, некоторые гены не смогли бы активироваться вообще, что сделало потомство нежизнеспособным. Именно поэтому, даже если заставить яйцеклетку млекопитающего делиться, скажем, с помощью неких внешних раздражителей, нет никаких шансов на то, что в результате на свет появится жизнеспособный организм. Геномный импринтинг заблокирует развитие зародыша на ранних стадиях. Если, конечно, в дело не вмешается генная инженерия.

    Стратегия одиночного выживания

    В некоторых очень редких случаях виды животных размножаются исключительно путем партеногенеза. Одним из таких видов является ящерица Aspidoscelis uniparens, все ее особи женского пола.


    У некоторых насекомых, саламандр и плоских червей, как ни странно, наличие спермы запускает партеногенез. Сперматозоиды запускают процесс, проникая в яйцеклетку, но позже дегенерируют, оставляя только материнские хромосомы. В этом случае сперма только запускает развитие яйцеклетки — она ​​не вносит никакого генетического вклада.

    Способность к бесполому размножению позволяет животным передавать свои гены, не тратя энергию на поиск партнера, и, таким образом, может помочь поддерживать вид в сложных условиях. Например, если варан прибывает на необитаемый остров, она одна может создать популяцию посредством партеногенеза.

    Однако, поскольку каждый человек будет генетически идентичным, матери комодских варанов и их дочери будут более уязвимы к болезням и изменениям окружающей среды, чем генетически измененная группа. Например, в некоторых районах Нью-Мексико некоторые популяции самок ящериц имеют почти идентичный генетический профиль.

    Констанс де Кастелле бродил по саду и полной грудью вдыхал сладкий аромат распускающейся листвы шелковиц. Генеральный инспектор Сардинии по шелководству отдыхал. Самые горячие дни — дни массового выхода гусениц — благополучно миновали, и сейчас де Кастелле наслаждайся весенним утром, жадно впитывая в себя его краски, звуки, запахи.

    В помещении, где из яиц бабочки тутового шелкопряда — грены — выводятся гусеницы, поддерживаются постоянные и строго определенные температура и влажность.

    Незаметно знакомая тропинка привела его к червоводне. Генеральный инспектор вошел в свои владения и вдруг как вкопанный остановился. В одной из ячеек, где лежали яйца неоплодотворенной — он был в этом уверен! — бабочки (и не убрали-то их по чистой случайности!), шевелились маленькие червячки.

    — Святая мадонна! — воскликнул пораженный шелковод. — Неужели это возможно? Непорочное зачатие у твари?

    Через месяц, когда гусеницы выросли, завили коконы и превратились в бабочек, де Кастелле тщательно изолировал несколько самок и, получив от них уже несомненно, девственную грену*, стал терпеливо ждать. И вот в положенный срок сразу в нескольких неоплодотворенных кладках зашевелились одиночные гусеницы.

    — Невероятно, но факт, — резюмировал генеральный инспектор, — яйца тутового шелкопряда могут развиваться без оплодотворения!

    Воспроизведение себе подобных — размножение — одно из основных проявлений жизни. В процессе эволюции сложились два типа размножения — половой и бесполый.

    При бесполом размножении новый организм берет свое начало от соматических клеток, то есть от клеток, составляющих тело материнского организма (тело по-гречески — сома). Почкование дрожжей, черенкование растений, восстановление нескольких новых гидр из одной, разрубленной на части, — все это примеры бесполого размножения.

    Половое размножение, возникшее на более высокой ступени эволюционного развития, состоит в воспроизведении новых организмов из специальных половых клеток. Воспроизведение — единственная функция половых клеток, и это обусловливает их существенное отличие от клеток соматических.

    Любая соматическая клетка характеризуется строго определенным для каждого биологического вида числом хромосом. У человека это число равно 46, у курицы— 18, у кукурузы — 20.

    Половые клетки, как мужская — сперматозоид, так и женская — яйцеклетка, содержат каждая по половинному (гаплоидному) набору хромосом. При их слиянии количество хромосом удваивается и достигает числа, свойственного соматическим клеткам данного вида. Оплодотворенная яйцеклетка с удвоенным (диплоидным) количеством хромосом и является исходной клеткой, из которой развивается будущий организм.

    Слияние мужской и женской половых клеток— оплодотворение — является, таким образом, как будто необходимым условием полового размножения.

    И вот оказывается, что половое размножение (то есть развитие нового организма из половой клетки) возможно и без оплодотворения.

    К концу прошлого века уже были описаны многочисленные случаи естественного партеногенеза как у растений, так и у животных (червей, насекомых, ракообразных). Было замечено, что иногда партеногенез носит случайный характер (сообщалось, в частности, о случае развития девственных яиц тутового шелкопряда под действием яркого солнечного света), иногда же он закономерно возникает в определенных условиях. Так, у тлей, например, в летние месяцы имеет место исключительно партеногенез. С наступлением осенних холодов начинает преобладать оплодотворение. Влияние внешних условий на размножение некоторых организмов иногда настолько велико, что один и тот же вид в зависимости от места обитания может размножаться то партеногенетически, то при помощи оплодотворения.

    Если партеногенез могут стимулировать естественные факторы внешней среды, например, тепло, яркий солнечный свет, то нельзя ли добиться такого же эффекта искусственным путем?

    Эта мысль впервые пришла в голову русскому биологу А. А. Тихомирову. В одних опытах он погружал неоплодотворенные яйца тутового шелкопряда в крепкую серную кислоту, в других тер их кисточкой. После такой обработки они очень часто начинали развиваться в личинок. Результаты этих опытов были опубликованы в 1886 году, В 1902—1903 годах Тихомиров опубликовал еще ряд работ, в которых в качестве нового и притом наиболее действенного возбудителя партеногенеза фигурировала горячая вода.

    Опыты Тихомирова послужили началом для целой серии исследований по искусственному партеногенезу у разных видов животных.

    О. Гертвигу удалось добиться дробления неоплодотворенных яиц морского ежа и некоторых кольчатых червей (животных, которым в норме партеногенез не свойствен) с помощью стрихнина, хлористого кальция, дифтерийной сыворотки, гипертонической морской воды.

    Подробно разработал методику искусственной активации яиц иглокожих Ж. Леб. Погружая яйца сначала на короткий срок в одну из кислот жирного ряда, потом в гипертоническую морскую воду (гипертоническим называется раствор, концентрация солей в котором выше, чем внутри погружаемой в него клетки, и потому молекулы солей переходят через клеточные стенки внутрь плазмы), а затем в обычные для них условия, он добивался эффекта полного партеногенетического развития, вплоть до образования нормальных взрослых особей.

    Оригинальный метод активации яйца лягушки был предложен Э. Батайоном. Яйца прокалывались тонкой иглой, смоченной свежей кровью. Из активизированных таким образом девственных яиц удалось вырастить несколько десятков головастиков и даже взрослых лягушек.

    Исследования искусственного партеногенеза позволили понять сущность и процесса оплодотворения и тех процессов, которые разыгрываются в партогенетически развивающемся яйце.

    Разнообразные физико-химические агенты, используемые как стимуляторы искусственного партеногенеза, по всей вероятности, берут на себя первую функцию сперматозоида, то есть дают яйцу толчок к развитию.

    Дальнейшая судьба яйцеклетки зависит в конечном итоге от того, как поведет себя при делении ее ядро.

    Из гаплоидного — содержащего одинарный набор хромосом — ядра яйцеклетки образуются при первом делении два дочерних, тоже гаплоидных, ядра. Если эти дочерние ядра продолжают и дальше делиться обычным способом, развивается зародыш, все клетки которого гаплоидны. Такой зародыш чаще всего оказывается нежизнеспособным и погибает на ранних стадиях развития.

    В ряде случаев дочерние гаплоидные ядра, образовавшиеся при первом делении, снова сливаются. Образуется диплоидное ядро, в количественном отношении вполне идентичное ядру оплодотворенной яйцеклетки. Развивающиеся в этих случаях партеногенетические особи достигают обычно конечных стадий развития и оказываются наиболее жизнеспособными.

    Большинство исследований по проблеме искусственного партеногенеза было связано либо с попытками вызвать партеногенетическое развитие у новых, еще не исследованных в этом направлении биологических видов, либо с поисками новых — преимущественно химических — активирующих агентов.

    Советский биолог член-корреспондент Академии наук СССР Б. Л. Астауров остановился на старом объекте исследований — тутовом шелкопряде — и на одном из первых, предложенном еще А. А. Тихомировым активирующем агенте — на активации теплом. Однако в отличие от других исследователей, не уделявших должного внимания количественным характеристикам активирующих агентов, Б. Л. Астауров пошел по пути строго экспериментального установления той оптимальной дозы тепла, которая обеспечила бы максимальный партеногенетический эффект.

    Применив широкую шкалу температурных воздействий и систематически варьируя время выдержки яиц при разных температурах, Астауров установил, что максимальный эффект достигается в случае прогрева свежей грены при температуре 46°С в течение 15—18 минут. При этом активируются почти все 100 процентов девственных яиц. Из них полного развития достигает около 50 процентов.

    Возникновение и удачный исход партеногенетического развития зависят, как уже указывалось, от двух основных моментов: от первичного импульса, побуждающего неоплодотворенное яйцо к развитию (реакции активации), и от реализации внутренних условий, обеспечивающих дальнейшее нормальное развитие зародыша (главное из этих условий — восстановление и сохранение диплоидной структуры ядра).

    Успех Б. Л. Астаурова — массовое получение полного искусственного партеногенеза у тутового шелкопряда — объясняется тем, что ему путем планомерных и систематических экспериментальных исследований удалось найти такую дозу температурного воздействия, которая обеспечивает и полноценную реакцию активации и нормальное развитие яйца с сохранением диплоидной ядерной структуры.

    Некоторые партеногенетические линии тутового шелкопряда, выведенные Б. Л. Астауровым, размножаются девственным путем уже более 15 лет. Все потомки похожи на мать и друг на друга, как близнецы. В числе других признаков они наследуют и поп своего единственного родителя — все они всегда самки. Ежегодно экспериментальные червоводни наполняются десятками тысяч партеногенетических особей, и никогда среди них не появлялось ни одного самца.

    Эти удивительные факты невольно наводят на мысль: нельзя ли добиться подобных результатов и у других животных? Ведь самки значительно выгоднее самцов и в молочном животноводстве, и в яйценосном птицеводстве, и при разведении некоторых ценных рыбных пород (самки осетровых и лососевых рыб, например, не только значительно превосходят самцов по величине, но и дают ценнейший пищевой продукт — черную и красную икру).

    — Есть все основания надеяться, — говорит Б. Л. Астауров, — что общие принципы, эффективность которых продемонстрирована на шелкопряде, смогут быть применены (с соответствующими изменениями) и к другим животным.

    Комментарии к статье

    * Грена — яйца бабочки тутового шелкопряда, из которых шелководы выводят гусениц, дающих после окукления шелковые коконы.

    Понятие беременности подразумевает оплодотворение яйцеклетки, с чего зарождается новая жизнь в женских репродуктивных органах. Как до зачатия, так и в последующем в процесс развития плода постепенно задействуются все органы и системы женщины, создавая благоприятные условия для вынашивания.

    Зам. заведующей эмбриологией, к.б.н.

    Статья проверена заведующей эмбриологической лабораторией, кандидатом биологических наук Апрышко Валентиной Петровной.

    1. Условия оплодотворения
    2. Стадии оплодотворения
    3. Особенности процесса оплодотворения
    1. Нет времени читать?

    Данная статья не может быть использована для постановки диагноза, назначения лечения и не заменяет прием врача.

    Условия оплодотворения

    Стадии оплодотворения

    Процесс оплодотворения, управляемый гипоталамусом, проходит несколько этапов до формирования полноценного эмбриона:

    Стадии оплодотворения

    Стадии оплодотворения

    Эмбрион проходит в своем развитии несколько стадий:

    • дробление — двигаясь по фаллопиевым трубам с помощью эпителиальных ресничек, зигота попадает в матку, где начинается митотическое деление, при котором увеличивается численность клеток зиготы (бластомеры), но уменьшаются их размеры. Деление может быть синхронным, когда клетки делятся одновременно и асинхронным. Бластомеры одинаковы, не связаны друг с другом, удерживаются блестящей оболочкой, в случае повреждения которой, эмбрион распадется на отдельные клетки или группы. В таких случаях изредка могут формироваться два или больше независимых идентичных эмбрионов, дающих начало развитию однояйцевых близнецов. Продолжительность процесса – до трех суток;
    • дифференциация — у эмбриона появляется эмбриобласт (внутренний слой, клеточная масса) и трофобласт (наружный слой), обеспечивающий контакт между организмом матери и зародышем;
    • морула — когда зигота прекращает деление, наступает стадия морулы – раннее развитие зародыша;
    • бластула — когда в зародыше появляется полость, пузырь, он становится бластулой – окончательная стадия деления плодного яйца;
    • гаструла (гаструляция) — у эмбриона образуются зародышевые пласты (листки) в виде эктодермы (наружного листка) и эндодермы (внутреннего листка);
    • нейрула — у зародыша формируется нервная пластинка, замыкающаяся в нервную трубку;
    • органогенез — завершающий этап процесса оплодотворения яйцеклетки, на котором образуются ткани и железы, впоследствии из них формируются органы и системы плода.

    Как происходит имплантация эмбриона в эндометрий

    Как происходит имплантация эмбриона в эндометрий

    Этапы имплантации

    Этапы имплантации

    После оплодотворения яйцеклетки на 7–10 день наступает очередь важнейшего процесса – имплантации, если он не произойдет, то случится выкидыш еще до того, как факт беременности будет установлен.

    Для надежного закрепления в эндометрии, трофобласт выбрасывает своеобразные отростки с питательной жидкостью, которые погружает в маточный слой. К этому времени прогестерон уже подготовил эндометрий к внедрению бластоцисты: слой стал достаточно толстым, чтобы окружить имплантированный эмбрион со всех сторон. В свою очередь трофобласт выделяет хорионический гонадотропин, стимулирующий желтое тело к продуцированию прогестерона и предотвращая наступление месячных. Если по каким-то причинам транспортировка зиготы в полость матки нарушена, то зародыш прикрепится в фаллопиевой трубе, то есть наступит внематочная беременность.

    По религиозным и социальным представлениям после того, как сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, начинается новая человеческая жизнь. Даже более 50% атеистов в России поддерживают данную версию, около 65% верующих, примерно 50% мужчин, 74% женщин.

    Особенности процесса оплодотворения

    Упрощенно схему оплодотворения яйцеклетки можно представить следующим образом. При естественном интимном контакте мужская семенная жидкость проникает во влагалище, среда которого в силу повышенного рН губительна для большинства сперматозоидов. Но наиболее жизнеспособные сперматозоиды попадают по цервикальному каналу в шейку, затем – в матку.

    Мнение врача

    Двигаясь против направления тока жидкости, сперматозоиды попадают в фаллопиевы трубы. Поскольку жидкость в трубах течет от яичника к матке, то спермии продвигаются от матки к половой железе. В трубе (в ампулярной части) уже находится яйцеклетка, вышедшая из фолликула, где и происходит оплодотворение, а именно, слияние ядер половых клеток мужчины и женщины. На этом этапе закладывается геном будущего ребенка. В некоторых случаях половая клетка может быть оплодотворена несколькими спермиями (полиспермия), что, как правило, обусловливает нежизнеспособность зиготы. Если процесса оплодотворения не происходит, то эндометрий (функциональный слой) отторгается и вместе с погибшей яйцеклеткой выводится наружу в виде менструации.

    Врач репродуктолог, акушер-гинеколог

    При использовании ВРТ половые клетки и эмбрион проходят те же этапы развития, кроме непосредственно слияния двух гамет, которое осуществляется в лабораторных условиях. Эмбрион также развивается в пробирке в стерильных условиях, пока не достигнет стадии имплантации.

    Этапы естественного оплодотворения

    Этапы естественного оплодотворения

    У вас есть вопросы? Проконсультируйтесь с нашими опытными врачами и эмбриологами.

    Читайте также: