Способността да се произвежда потомство, да се продължава едно поколение от поколение на поколение, от век на век е един от онези „прекрасни дарове“, които притежават всички живи същества. Пролетта носи много неприятности на жителите на гори, полета, ливади, градини и зеленчукови градини, езера, езера, реки, морета и океани. Всичко от неписано насекомо до гигантски кит се предава на грижата за потомството, която трябва да дойде на бял свят.
Лисици, зайци, зайци, вълци, чакали, мечки, тигри и лъвове адаптират домовете си за тази цел - нори, бърлоги и леговища. В гората и на полето, в гъсталака на дървета и храсти, под сянката на гъста, висока трева, представители на пернат царство суматоха и калайджия - врани, гракове, черни птици, чучулиги, кълвачи, синигери, робини, овесени ядки, кардуели. Те правят гнезда, инкубират яйца, от които пилетата своевременно се излюпват. Гущерите, змиите и костенурките не правят гнезда, а снасят яйца в трева, пясък или просто на гола земя; младото поколение се излюпва от яйца.
Междувременно в блатата и водоемите има много яйца, отложени от жаби, а реките и моретата заливат с яйца от различни видове риба. Всяко яйце може да стане жаба или риба с течение на времето.
Верни на законите на природата и насекомите - бръмбари, мухи, пчели, болота, водни кончета, скакалци и молци. Някои от тях изграждат норки и гнезда, други използват първото подходящо място по стъблата и листата, в кората, в пъпките или по корените, за да снасят яйца, от които няколко седмици, а понякога и месеци по-късно, се излюпват непълнолетни.
С една дума, същото се наблюдава сред живите същества. Те не само се хранят и растат, но и се размножават. От растение възниква растение. От животно се ражда животно. Това е неизменен закон на природата.
При хората се разграничават два пола: мъжки и женски. Откриваме същото нещо при повечето животни. Лъв и лъвица, бик и крава, пола и гъска, петел и пиле - това са „мъже и жени“ при бозайници и птици. Наричат \u200b\u200bсе мъжки и женски.
Не е трудно да разграничим мъжки от женски. Обикновено мъжкият е по-голям и елегантен от женския, особено при птиците. Кой не различава драка от патица или пуйка от пуйка? Не толкова забележима е разликата между мъжки и женски при влечуги (змии, гущери, костенурки), земноводни (жаби) и риби. Но при насекомите отново се появява доста рязко: мъжките обикновено са по-елегантни от женските, по-ярко оцветени и често имат някакъв вид бижута по телата си.
Въпреки това, дори в случаите, когато мъжката не изглежда да се различава от женската, има съществена разлика между тях.
Вземете две жаби, мъж и женска. Нека отворим и двете корема. И мъжката, и женската имат сърце, бели дробове, стомах, черен дроб, черва - органите, необходими за живота на животното. Преди да сте две фигури (фиг. 1). Вляво е един от вътрешните органи на мъжката жаба, отдясно е един от вътрешните органи на женската. Първата е достъпна само за мъжкия, втората - само за женската.
Какви са тези органи? И за какво са те? Те служат за причината за възпроизвеждането. Оттук и името им: репродуктивни органи. Това са самите органи, по които единият пол е различен от другия. Ето защо има друго име за репродуктивните органи: гениталиите. Основната част от мъжките полови органи са семенните жлези или тестисите, а най-важната част от женските полови органи са яйчните жлези или яйчниците.
Жлезата се нарича такъв орган, който произвежда някакъв продукт, необходим за живота на животното. Например черният дроб се нарича храносмилателната жлеза, защото секретира жлъчката, необходима за преработката на мазнини, която заедно с храната навлиза в червата на животното. Какво произвеждат половите жлези на жабата - яйцето и семенните жлези? Яйцата секретират яйца, а семенната - семенната течност.
Хиляди мънички тела с голяма глава и опашки, много пъргави, подобно на жабешки лъскавици, плават в капка човешка семенна течност, ако я погледнете под микроскоп. Това са семенните тела, или венците (сперматозоидите). Всеки от тях може лесно да различи главата, шията и опашката (фиг. 2). Работеща опашка, като винт и въртяща се с цялото си тяло, ципът се движи. В семенните жлези на различни животни - бик, петел, жаба, гущер, риба, бръмбар и др. - има специални живи купчини. Те са разнообразни по форма и се движат с различна скорост.
В яйчниците или яйчниците яйцата узряват. Обикновено те мислят, че само птици, гущери, змии, костенурки, жаби, риби и насекоми имат яйца. Те мислят така, защото при тези животни яйцата са доста големи, особено при птиците. Но това не е вярно. Всяко животно, което има яйчници, узрява яйца. В определен период от живота котка и кон имат яйца, заек и крава, маймуна и жена. Само тези яйца са много малки: имате нужда от микроскоп, за да ги видите.
Ето две такива яйца (фиг. 3). Единият е взет от яйчника на морски таралеж, а другият - от яйчника на човек. Всеки от тях прилича на мъничко топче. Отвън е покрита с нежна черупка. Под черупката се намира протоплазма, полутечно вещество, подобно на протеин от пилешко яйце (фиг. 4). В протоплазмата има голямо тяло, което се нарича ядро; а в сърцевината - по-малка топка, нуклеол.
Яйцата от щраус, пиле и дори врабчета са истински гиганти в сравнение с яйца на морски таралеж, човек, жаба, риба и муха. Независимо от това, няма съществена разлика между тях. Героичното яйце на щрауса, яйце с размер тридесет пилешки яйца, произхожда от яйчниците на птица под формата на същото мъничко топче като човешко яйце. В него, както в човешкото яйце, има черупка, и протоплазма, и ядро \u200b\u200bс нуклеол. Но след това расте: натрупва големи запаси от вода, соли, мазнини и протеини - резервите, които отиват за развитието и храненето на бъдещия щраус. В допълнение, щраусовото яйце е покрито с твърда варова черупка. Но разбийте черупката, изцедете протеина и разгледайте по-отблизо повърхността на жълтъка: ще намерите малко петънце. Това е съществена част от щраусово яйце; останалото - протеин и жълтък - са просто доставки на строителен и хранителен материал. Същото трябва да се каже и за яйцата на други птици, гущери, змии и костенурки.
Потомството се развива от яйца: млада муха от яйце на муха, пиле от пилешко яйце, кученце от кучешко яйце, дете от женско яйце. Но яйцата не могат да се развиват без помощта на роднините на добитъка: пилешкото яйце се нуждае от помощта на семенните тела на петел, на женското яйце се нуждае от добитък на мъжа и пр. Само когато яйцето се свърже със свързания с него добитък, то започва да се развива и може да се превърне в ембрион на ново животно. В противен случай тя ще умре ^ като не изпълни целта си.
Комбинацията на яйце с тялото на семена се нарича оплождане. При някои животни оплождането се случва в утробата на женската. При други, например в рибата, яйцата и гумите се отделят във водата и тук те вече са свързани. Но. където и да се извършва оплождането, то протича като цяло едно и също.
Как става оплождането на яйцата? Плувайте към яйцето, добитъкът го обгражда, работи усилено с опашки, просто се опитва да изпревари един друг. Един от тях успява да изпревари всички, той опира главата си до яйчената черупка, като я скучва, за да влезе вътре *. Протоплазмата се разширява от малък туберкул към венеца. Още няколко минути - и целта е постигната: венеца вътре в яйцето (фиг. 5).
* (При някои животински видове не един, а много сперматозоиди проникват в яйцето. Това явление се нарича полиспермия. дупки. Ед.)
Каква е съдбата на венеца, който е нахлул в яйцето? След като влезе в яйцето, тя се трансформира: подвижната опашка изчезва, разтваря се в протоплазмата на яйцето и главата набъбва, става по-голяма, подобно на ядрото на яйцето. Главата се движи дълбоко в яйцето. За да се срещне с нея, бавно се промъква през зърната на протоплазма, е яйцето ядро. Накрая се сближават почти в средата на яйцето и спират. Скоро вече не е възможно да се прави разлика между главата на венеца (ядрото на семето) и ядрото на яйцето. Вместо това те имат едно двойно ядро. Настъпило е торене. Всичко, което беше необходимо, беше направено така, че ембрионът на ново животно да започне да се развива от яйцето.
Оплоденото яйце на бръмбар, риба, жаба, пиле, куче, човек и пр. Изобщо не прилича на възрастно животно. Преди оплождането тя има формата на топка; тя също се грижи за торене в продължение на няколко часа, дни и дори месеци. Но тя вече не може да остане непроменена завинаги. Бръмбар, който се е прокраднал вътре в яйце, дава тласък на факта, че започва да се променя. И яйцето всъщност се трансформира: разделя се наполовина, след това на 4 и след това на 8 и 16 части (фиг. 6). Това не е яйце, а оригиналният зародиш на ново животно. Клетките, от които се състои, продължават да се фрагментират. Сега ги има стотици, хиляди ... накрая, милиони. Както и преди, всички те остават свързани помежду си. От тези клетки постепенно се развиват различни части от тялото на новото животно. В началото те почти не са очертани: не можете веднага да разберете какво е - глава или тяло, крак или ръка. Но по-късно отделните части на тялото се отделят и ембрионът в крайна сметка придобива облика на възрастно животно. Тя се ражда напълно за разлика от онази мъничка, грозно изглеждаща „топка“, която нарекохме оплодена яйцеклетка. Ето как оплождането и последващото развитие на яйцеклетката следват оплождането при всички животни, където има мъжки и женски.
Животинският свят е безкрайно разнообразен. Има организми, при които възпроизводството протича някак по различен начин. Тези животни включват цилиати - мънички, живи същества, които се намират на стотици в капка гнила вода. Всеки цилиатор е много просто животно: той се състои само от една клетка, има като яйце, черупка, протоплазма и ядро. Цилиатите нямат мъже и жени в истинския смисъл на тези думи. Те нямат такива репродуктивни органи като жаба или муха. И въпреки това при специални условия те се женят и наблюдават това, което обикновено се нарича оплождане.
Тук два цилиата спряха, приближиха се един до друг и започнаха да се сливат (фиг. 7). Всеки от тях има подвижна сбруя, има протоплазма, има ядро. По време на сливането турникетите изчезват, протоплазмата се смесва и ядрата се съединяват. Мина известно време и вместо два цилиндъра се получава един. Това обаче не е инфузия, а кръгло тяло - неподвижно, облечено в плътна черупка, подобно на оплодена яйцеклетка.
Освен това кръглото тяло, получено от сливането на двата цилиндъра, е разделено наполовина. С други думи, същото се случва с оплодената яйцеклетка. Има обаче разлика. Половинките на разделеното яйце остават свързани помежду си, а половинките на слетите реснички са разединени: във всяка от тях се появява турникет, те стават истински реснички. Тези реснички обикновено се размножават чрез разделяне: от един за няколко дни се получава цяло племе от реснички. Но ето че идва момент, в който ресничките губят способността си да споделят. Ситуацията е сериозна. Цилиатите са в опасност да изчезнат. Тук те са свързани по двойки, сключват брак. Две ще се слеят в едно, протоплазмите им ще се смесват, ядрата ще се слеят в едно ново ядро \u200b\u200bи способността за възпроизвеждане се възвръща.
Всички сливници се сливат напълно, когато се оженят? Не, не всички. Има инфузия, наречена обувка. На външен вид наистина прилича на мъничка обувка. Обувките обикновено се размножават чрез разделение. Но в техния живот идва момент, в който те вече не могат да споделят. Веднага след като настъпи "сезонът на брака", обувките се сближават по двойки, но не се сливат (фиг. 8). Две обувки, образуващи чифт, прекарали известно време близо една до друга, отново се разминават. След това всеки от тях отново може да сподели. Преди брака тя временно загуби способността да се възпроизвежда. След брака тази способност се възстановява.
Какво се случи? Обувките за чифтосване си разменят части от сърцевините. Всеки от тях даде различна част от своя ядрен материал. Преди брака всяка такава обувка имаше просто ядро. След брака тя стана смесена. Смес от ядрени вещества - това е същността на торенето в обувките. Същото се случва и при други реснички и при всички животни, при които размножаването е свързано с оплождането.
В яйцето на животното има ядро. Главата на джинджифила е същото ядро. Когато настъпи оплождане, яйцето на яйцето се свързва с ядрото на семето (с ядрото на венците). По време на оплождането при риби, жаби, птици, бозайници и други животни се случва същото, както при сдвояване на обувки: смесване на ядрени вещества. След смесване на ядрените вещества яйцето започва да се разгражда, развива и се превръща в ембрион на ново животно.
Как се възпроизвежда растенията? През пролетта дървета, храсти и треви се обличат с цветя. Плодовете са вързани в цветя, а семената се развиват в плодовете. Семената, веднъж в подходяща почва, покълват - те стават нови дървета, храсти и треви. Цветя, плодове, семена, нови растения - всичко това са връзки на една и съща верига. Нека да видим как са свързани.
На фиг. 9 показва цвете. Състои се от къс крак (педикъл), върху който седи чаша, съставена от чашелистчета и венче от няколко венчелистчета. На цветето трябва да има пет венчелистчета. На фигурата са представени само три, за да можете правилно да видите какво има вътре в королата. Защото тук са скрити най-важните части на цветето. Обърнете внимание на нишките, прикрепени към основата на венчето. Това са тичинки. В горната част на всеки от тях - две торби (прашник), а в торбите - цветен прашец. Тичинките са мъжки репродуктивни органи на растенията. Тичинките играят същата роля като семенната жлеза на животно, а прашецът, съдържащ се в торбичките на тичината, е по същество същият като семенната течност на животните.
Друга нишка стърчи от средата на цветето, по-дебела от останалите. Това е пестик. Подобно на тичинката, плодникът е репродуктивен орган, но не мъжки, а женски. В него обикновено се разграничават три части: горната се нарича стигма, средната се нарича колона, а долната - яйчник. В яйчника е едно или повече малки тела - овулът (овул или семенен бъбрек, тоест бъбрекът, от който се получава семето). Яйчникът е най-съществената част от вредителя. Може да се сравни с яйчната жлеза на животно. Такова цвете се нарича бисексуално, тъй като има както тичинки, така и пестик, тоест репродуктивните органи и от двата пола, както от мъжки, така и от женски пол. Крушите, ябълковите дървета, картофите и карамфилът имат бисексуални цветя, докато цветята дъб, елша, върба, коноп и хмел са несексуални. Например в дъб някои от цветята имат само плодници: това са женски цветя; а другата част е лишена от плодници и има само тичинки: това са мъжки цветя. Въпреки това, независимо дали цветето е бисексуално или еднополово, то обикновено не изпълнява предназначението си, не се превръща в плод със семена, ако остане на целибат *.
* (Има случаи, когато цвете ражда без „брак“; но обикновено няма такова семе в такъв плод. Това е наблюдавано повече от веднъж при някои сортове ябълкови дървета, круши и други растения.)
Бракът е често срещано явление при растенията. Когато цветето е напълно разцъфнало и тичинките му узряват, тогава торбичките, стърчащи в края на тичинките, се отварят и цветният прашец изпада - хиляди прахови частици, кръгли, яйцевидни, гладки или шарени, в зависимост от растението. Няколко частици прах падат върху стигмата на зрял плодник - или в същото цвете, или в съседното. Когато това се случи, цветето се опрашва. Намирайки се върху стигмата на вредителя, прахови частици поникват, тоест всяка от тях изхвърля тръба (фиг. 9, а, б). Тръбата пробива стигмата и, като се разтяга все повече и повече, пробива път по колоната в долната част на вредителя, в яйчника, където, както вече знаем, седят овулите. Така праховите частици им се изпращат. Вътре във всеки овул, в специална торбичка - нарича се ембрионална торбичка - се крие мъничко яйце: растително яйце, от което трябва да се формира ново растение. За да може това яйце да започне да се развива и да се превърне в ембрион на ново растение, то трябва да бъде оплодено: слейте се със съдържанието на цветния прах. От това, петънце от прах и нейните канали отиват там, където лежат овулите. Върхът на тръбата се опира на овула на мястото, където се намира малкият отвор. Той прониква в тази дупка и най-накрая стига до яйцето: съдържанието на цветна петънка, слизайки по тръбата, се свързва с яйцето. Сега яйцеклетката се опложда. Той ще започне да се руши и да се превръща в ембриона на ново растение. Както овулът, така и самият яйчник ще започнат да растат. Яйчникът ще стане плод, а овулът ще стане семето. Вътре в това семе, когато узрее, ще намерите ембриона на малко растение с ембрионално стъбло, гръбначен стълб и листа. Достатъчно е такова семе да влезе в почвата, добре загрята от слънцето, да се насити с влага и тя да покълне: ще сложи корен в земята, ще изгони стъблото и свежите листа, с една дума, да се превърне в младо растение. Но ако цветето не е било опрашено, ако яйцето, скрито в овула си, е останало неоплодено, тогава самото то ще остане кухо цвете: ще избледнее, без да завързва плодовете със семена, без да оставя потомство.
Както можете да видите, появата на нов растителен ембрион в растителния свят по същество не се различава от произхода на живите същества в животинския свят. Вярно, можете да кажете: ами къде са живите оживени животни в растенията? Същите ли са цветните петна от прах като тялото на семената? Не, не е същото. Но съдържанието на петна от прах играе същата роля в растенията като тялото на семената (венците) при животните.
Учените направиха забележително откритие: те откриха, че в някои растения подвижните вибратори образуват вътре прахови частици, подобно на семенните тела при животни. Тези дъвки, слезли от прахови частици, пробиват в овула, оттам в ембрионалния сак и се свързват с яйцето. В тези случаи сходството между оплождането в растенията и оплождането при животни е пълно.
Ябълково дърво, круша, картоф, дъб, хмел, върба и други растения, които дават цветя, се наричат \u200b\u200bцъфтящи. Но някой виждал ли е да цъфти мъхове, папрати, гъби и водорасли? Не видях, разбира се, защото е растение без цветя. Те обаче все още се размножават и следователно имат репродуктивни органи. Вземете малък сегмент от водорасли - Fucus vesiculosus. На него на места се виждат отоци, пълни с въздух. Това е вид плувни мехури, с помощта на които това растение се държи във вода. В допълнение към мехурчета по клона има малки ями. Въоръжаваме се с лупа и разгледаме по-отблизо една от тези трапчинки. Вътре е гъсто засадено с косми; някои торби седят пред космите и във всяка от тях има осем кръгли тела. Това са женските органи на възпроизвеждане на Фукус с яйца, затворени в тях.
Фукусът е двудомна водорасла. Сред видовете Fucus от един и същи вид има два вида индивиди. В някои на клоните, в трапчините, седят само женски репродуктивни органи, в други - само мъжки. Репродуктивните органи са разположени, както би било, в две различни къщи: женските на клоните на женския Фукус, а мъжките на клоните на мъжкия Фукус.
Вземете клон от мъжки Fucus, въоръжете се с лупа и помислете за една от ямите, разположени на клона. Разклонените косми, като филц, запълват дупката, по космите има торбички, размерът е много по-малък от тези, в които са поставени яйца Fucus. Това са мъжките репродуктивни органи на Фукус. Те са изпълнени с подвижни жизнерадости.
Когато дойде време за размножаване, торбичките с яйца и дъвка са разкъсани. Яйцата падат във водата. Джинджифилите също така заспиват достатъчно. Има много, много повече от яйца. И са много по-малки от яйце: точно като маково семе в близост до голяма Антоновка. Gum плува към яйцата, заобикаля ги от всички страни, опитвайки се да влезе вътре. За какво - вече знаете. Знаеш какво се случва след това. Затова си спомням само, че след като яйцето се слее с една от венеца, тя започва да се раздробява и след това се превръща в млада морска водорасла - фукус.
Оплождането в растенията по същество не се различава от оплождането при животни. Да, трябва да е така. Средствата, които са налични в природата за възпроизвеждане, са същите. Използват се от растения, животни и хора. Всички те са деца на природата и се подчиняват на нейните закони.
Сега нека се обърнем към насекомите. Нека се запознаем с популацията на кошерите. Той е гъсто населен: има няколко хиляди работнички, няколкостотин дрона и една "кралица" - матката. Дроновете са мъже, матката е женска, която може да снася до 4000 яйца на ден, а за целия си кратък живот - около половин милион. Работниците също са жени, но никога не се чифтосват с мъже. Работниците, подобно на матката, имат яйчници; но в сравнение с репродуктивните органи на кралицата, яйчниците им са слабо развити и не произвеждат яйца.
Но ето любопитното. Случва се кошерът да остане без матка. Тогава някои работнички започват да снасят яйцата си. От тези яйца се развиват само дронове. Ето защо такива плодовити пчелни работнички се наричат \u200b\u200bтендер. Tinder бракът не влиза в брак с дрон, той снася неоплодени яйца. И все пак от такива яйца се раждат млади пчели - дронове.
Общото правило е това: яйцата се развиват само след като се свържат с венеца. Но това правило има изключения. Яйцата не винаги се нуждаят от помощта на венеца. Понякога те се развиват без оплождане. Понякога женската не се омъжва, остава девица за цял живот и все пак дава потомство - без участието на мъжкия, без съдействието на добитъка. Начинът, по който се размножават тези женски, обикновено се нарича девствено възпроизвеждане (партеногенеза).
Да отидем на копринената буба. Черни червеи, тоест гъсеници на пеперудата от копринената буба, се отглеждат на специални рафтове. Тези гъсеници се излюпват от яйца, които са положени от женски копринен червей, след като са били оплодени от мъжки пол. Случва се обаче, че женската копринена буба не се чифтосва с мъжки, но все пак снася яйца. От тези неоплодени яйца се излюпват гъсеници, които в крайна сметка се превръщат в пеперуди. Накратко, не само пчелни тръни, но и пеперуди от копринена буба могат да отглеждат девствени.
Този метод на възпроизводство се среща и при други животни: оси, мравки, пеперуди, червеи. Но при всички тези животни възпроизвеждането на девиците е случайно: тя се наблюдава като изключение, а не като общо правило. Ето защо е много по-интересно да се говори за тези животни, при които девственото възпроизвеждане е често срещано и дори неизбежно явление. За да ги опознаем, ще отидем при градинаря.
В градината има много овощни дървета - ябълкови дървета, круши, сливи, праскови. В него има красиви розови храсти. Едно нещастие: някои дървета и розови храсти страдат от нахлуването на малки насекоми - листни въшки (те се наричат \u200b\u200bсъщо тревни въшки).
Попитайте градинаря как се размножават тези вредители по овощните дървета и той ще разкаже много интересни неща.
Когато настъпва влажна и студена есен - труден момент за всички насекоми, включително листни въшки, се крият мъже и крила. След брака женските снасят оплодени яйца и умират, мъжете умират, а яйцата зимуват.
Идва пролетта, а с нея и топли дни. Затоплени от слънчевите лъчи, яйцата оживяват. От тях се излюпват млади безкрили листни въшки. Всички са женски: нито един мъж! Мъжките не са необходими за тези женски, тъй като те раждат без оплождане. Те не снасят яйца, но раждат живи малки, същите безкрили женски, способни да се размножават. Така листните въшки се размножават през цялата пролет и лято. Едно поколение замества друго. Докато слънцето затопля и изобилства от храна, те се раждат в хилядите. Листите покриват стволовете и клоните на овощните дървета, листата и цветните пъпки на розовите храсти. Но това са само женски - цялото женско царство.
Лятото изтича. Есента отново наближава, а с нея и промяна в поведението на листните въшки. Афридите раждат не безкрили женски, а от крилати мъже и същите женски. Мъжките се женят за женски, които снасят оплодени яйца. Яйцата зимуват и през пролетта дават отново безкрили женски девици. Тогава всичко се повтаря първо ...
Както знаете, в морето живеят морски таралежи и морски звезди. Размножават се с яйца. Яйцата започват да се развиват едва след оплождането. Означава ли това, че морска звезда и морски таралеж никога при никакви обстоятелства не могат да възпроизведат девствена, тоест с помощта на неоплодени яйца?
Двама видни учени - американският Льоб и френският Деладж, откриха, че яйцата на морска морска таралежи могат да се развият, дори когато не са оплодени. Делаж показа това особено ясно.
Той взе яйцата на морския таралеж и ги постави за около час в слаб разтвор на вода с амоняк, захар (захароза) и танин (танинова киселина); след това извади яйцата от разтвора, измива се няколко пъти и се потапя в съд с чиста морска вода. Тогава се случи нещо неочаквано: неоплодените яйца започнаха да се разпадат и се превърнаха в ларвите на морски таралеж. Вярно е, че повечето от ларвите са загинали. Но оцелелите продължават да се развиват и се превръщат в истински морски таралежи.
Този интересен опит води до сериозно размишление върху силата на човека над природата и „капризите“ на самата природа. Ученият направи привидното невъзможно: яйцето на морския таралеж се превърна в таралеж не с помощта на жива стръв, а под въздействието на разтвор на определен състав.
Морският таралеж е безгръбначно животно. И вече знаем, че възпроизводството на девственици често се наблюдава при молци, оси, пчели, листни въшки и други безгръбначни животни. Гръбначните животни са съвсем друга материя - риба, змии, птици и пр. Следователно опитът на френския учен батальон, който успя да отгледа гръбначно животно от неоплодено яйце, е още по-интересен.
Батальонът взе неоплодените жабешки яйца и ги прободе с тънка стъклена игла. Уборът имал наистина вълшебен ефект върху яйцата - това не е просто игла, но добитъкът проникнал вътре: яйченето е започнало. От много яйца се развиха попови лъжички. Вярно, почти всички попови лъжи тогава. Пораснаха само три попови лъжички, а един дори започна да се превръща в жаба.
Опитът на батальона, който успя да накара гръбначния да възпроизведе девствена, дори по-ярка от опита на Деладж, показа силата на човека над природата *. Не е необходимо обаче да се преувеличава размерът на тази сила. Не бива да мислите, че човек може да направи всичко. Противно на природата, противно на нейните закони, човекът не може да направи нищо. Силата му се състои в познанието на природата, в разбирането на нейните закони, в способността да ги използва. Хиляди батальони не биха могли да направят нищо с жабешки яйца, ако тези яйца по природа не са имали способността да се развиват без помощта на добитък.
* (Американският учен Олсен наскоро успя да се сдобие с живи пуешки птици без торене - Забележка. дупки. Ед.)
Дивата природа е една. Единството може да се наблюдава навсякъде и във всичко, и малки, и големи. Основният строителен материал, от който са направени телата на всички животни и растения, обитаващи земята, е един и същ. Основните свойства на този материал са същите. Накрая, накрая, са онези основни сили и способности, които са надарени с всички живи същества без изключение. Способността за възпроизвеждане е един такъв общ дар. Той влияе върху способността за възпроизвеждане на девствена. Само че не се разкрива цялата тази способност; и когато се разкрие, не е с еднаква сила. При листните въшки той засяга ярко, за тях това е задължително. При пчелите и копринените червеи тази способност е по-слабо изразена, появява се случайно. В морски таралежи и жаби възпроизводството на девствата не се открива: то е сякаш в скрита форма и се намира само в условия, които човек създава изкуствено.
Ако дивата природа е една, тогава размножаването на девствените би трябвало да се наблюдава и в растенията, тъй като растителното яйце по същество не се различава от животинското яйце. Ще дам пример, потвърждаващ тази идея.
Има млечно растение, наречено пиле отвара. Вирее в градината и в близост до огради като тревна трева. Цветята в кокоши отвари са еднополови: някои само с тичинки, други само с вредители. Тези цветя седят на различни храсти: на някои мъже (тичинки), а на други жени (плодник). Праховите частици от мъжките цветя попадат върху женските плодки и по този начин ги оплождат. Но ако женското цвете на пилетата-отвари остане неоплодено, то винаги умира, като безплодно безплодно цвете. Понякога такова девствено (неоплодено) цвете поставя плод, а овулите му се превръщат в семена, които прогонват нови растения. Това е девствено възпроизвеждане.
Повечето цъфтящи растения имат както тичинки, така и фиде. Те са бисексуални, тоест са хермафродити *. Сред животните хермафродитите са по-рядко срещани. Един обикновен охлюв е истински хермафродит. Всеки охлюв има в тялото си както дъвка, така и яйца. За това тя също има подходящ орган: не може да се каже, че това е яйчник; но не можете да го наречете семенната жлеза, защото тя произвежда както мъжки, така и женски полови клетки (яйца и венеца). Пиявицата също е хермафродит. Тя като охлюв има яйца и семенни тела в тялото си. Но само тя има не един, а два органа - и семенните жлези и яйчниците.
* (Хермафродита е гръцка дума, съставена от две имена: Хермес и Афродита, тоест мъж и жена - същество със знаци и от двата пола. Хермес - в гръцката митология богът на занаятите и търговията, Афродита - богинята на красотата.)
Хермафродитите понякога се срещат сред хората, но това са по-вероятни хора с неправилно или грозно развити репродуктивни органи, отколкото истинските хермафродити.
Древните гърци имали мит, който говорил за времето, когато нямало хора: Земята била обитавана от специални хуманоидни същества с четири крака и ръце и две лица. Всяко такова чудовище имаше двойни органи за размножаване. Това бяха хермафродити. Природата ги надари с героична сила и забележителен ум. Тези приказни същества искаха да влязат в Олимп, в дома на боговете. Тогава Зевс решил да накаже гордите. За да ги лиши от телесна и духовна сила, той съкрати всички наполовина. Няма бисексуални и двулични чудовища. Вместо това те се появиха еднополови и еднополови същества: мъже и жени. Оттогава всяка половина търси другата половина, която й липсва. Оттук и привличането на един пол към друг, любовта на мъж за жена и жена към мъж.
Разбира се, това е мит. На земята никога не е имало бисексуални и двулични същества с четири крака и две двойки ръце. Но легендата не е без някакъв смисъл. Тя изрази идеята, че същества от един и същи пол, тоест мъже и жени, произхождат от бисексуални същества, тоест от хермафродити. Трудно е да се каже със сигурност кой за пръв път се появи на земята - бисексуални или еднополови организми. Има факти, които предполагат, че еднополовите същества са произлезли от хермафродитите.
Още по-ясно, жаждата за раздяла на пола се наблюдава на примера на ракообразната раковина; те бяха отлично изучени от Чарлз Дарвин. Рачетата от барак приличат малко на известните раци. Те седят неподвижно в варовитите си двучерупкови камери, които са прикрепени със специална „дръжка“ към някакъв подводен обект. Краката им - тънки, съставени от много сегменти - приличат на гъсти, четинести мустаци, които или се движат навън от камерата, или отиват вътре; оттук и името на тези раци е барнак.
Един вид рак на банака е хермафродитът: във всеки от тях ще намерите както яйчниците, така и семенните жлези. Друг вид рак от баркани има със себе си истински мъжки (един или няколко). Тези допълнителни мъжки - същества недоразвити и безпомощни - са прикрепени към тялото на хермафродити. Защо са необходими тук?
Оказва се, че тези баркани са хермафродити само по структура. Но семенните жлези остават неизползвани. Тяхната роля се играе от "допълнителни мъже". С други думи: яйцата на такъв изкривен хермафродит не се оплождат от семенните тела на самия хермафродит, а от добитъка на „допълнителните мъжки“. В този случай хермафродитът изпълнява задълженията само на женска, тоест тя се държи като еднополово създание, а не бисексуална. Малко вероятно е той да загуби нещо, ако семенните му жлези просто изчезнат като ненужни, а самият той се превръща не само в поведение, но и в структура при еднополовите животни, тоест женска. Това предположение се подкрепя от факти. Сред раковите рани има и такива, в които вместо хермафродити намираме женски с прикрепени към тях мъжки. Съществува истинско разделение на половете на женски и мъжки.
Често се казва: природата не прави скокове. Това означава, че в природата всичко се променя стъпка по стъпка, всичко възниква постепенно - перфектно от несъвършено, сложно от просто и обратно: просто от сложно, изолирано от неизолирано. Така възникнали звезди. Слънцето и Земята. Така възникнали живите същества, обитаващи земята: първо прости и монотонни, а след това, след хилядолетия, все по-сложни и разнообразни.
В животинския свят развитието очевидно вървеше така: в началото имаше прости животни, близки до амебите; след това се появиха гъби, полипи, червеи, мекотели и дори по-късно - насекоми, риби и земноводни; след земноводни, отново хилядолетия по-късно, се развиват влечуги, птици и накрая бозайници. Човекът, „короната на творението и владетелят на земята“, се появи по-късно от всички. Безгръбначните животни, които са възникнали много по-рано от гръбначните, са, както изглежда, техните предци.
Сред безгръбначните животни има много хермафродити. Сред гръбначните животни почти няма: има строго разделение на половете. Тъй като безгръбначните се считат за предци на гръбначни животни, може да се предположи, че предците на двудомните животни са били бисексуални, тоест мъжете и женските произхождат от хермафродитите.
В природата репродукцията се наблюдава без цветя, тичинки и плодници, без торене, а просто с помощта на наслояване и резници. Ягодите и ягодите прогонват, освен късо стъбло и листа, и дълги мигли. Всеки такъв камшик може да пусне корени, да разшири куп листа и така да породи нови храсти от ягоди и ягоди. В планината можете да намерите едно интересно растение, което се нарича - младежи (фиг. 10). Младият растеж расте по первазите на скалите и има гъсти, месести листа, събрани в гъста сферична глава от зеле. В синусите на тези листа се раждат няколко тънки процеса, а в края на всеки такъв процес се събират куп малки листа, събрани в топка. Отначало младата издънка се храни със соковете на майчиното тяло. Тогава тя се откъсва. Лек удар на вятъра - и младата топка пада до най-близкия перваз на скалата. Тук той се укрепва в земята, прогонвайки корени, храни, расте и с течение на времето „ражда“ потомство по същия начин, както „е роден“. Междувременно первазите на скалата са покрити от близко семейство от младежи, където наблизо живеят "бащи", "деца" и дори "внуци".
Различни растения лук - обикновен лук. лале, зюмбюл и др. - размножават се не само със семена, но и с помощта на луковици. Някои растения могат да се размножават чрез грудки. Така се размножава например картофи.
На картофената грудка в трапчините са "очи", всяко такова око е бъбрек, зародишът на ново картофено растение. Нарежете картофената грудка на няколко парчета, но така че всеки от тях да има поне едно око, погребете ги в земята и ще отгледате няколко млади картофени храсти.
Обикновено те смятат, че само растенията могат да се размножават чрез пъпки. Това не е вярно. Размножаването чрез пъпкуване е много често при животни.
Кораловите полипи се размножават с яйца и дъвка. Те обаче могат да се размножават и чрез пъпкуване. По тялото на полипа се образуват издатини. Изпъкналостите растат и постепенно всеки такъв "бъбрек" се превръща в нов полип (фиг. 11). Има полипи, които се възпроизвеждат не само в яйца и бъбреци, но и при делене. Самото име „разделение“ показва какъв е въпросът. Полип е разделен чрез свиване на две части и от него се получават два полипа. Те от своя страна са разделени и вместо два, вече са очевидни четири полипа. Тогава те получават 8, 16, 32, 64 и т.н. до безкрайност. Не е изненадващо, че толкова много корали се натрупват на места в морето, че цели острови, подводни хребети и плитки са съставени от варовити жилища.
Други животни се възпроизвеждат чрез разделяне, например морски звезди, някои породи червеи и пр. Но в основата си най-простите микроорганизми, които живеят във въздуха, във водата и почвата, се размножават по този начин. Някои от тези частици жив прах са растения, други - животни. Сред животните най-интересни са ресничките, сред растенията бактериите са особено известни. И двамата са изключително плодовити: за няколко дни те могат да произведат милиони от собствения си вид чрез просто разделение.
Обувката с инфузия, с която вече сте запознати, е разделена на напречно теглене наполовина. Всяка половина расте и се превръща в нова обувка. Възпроизвеждат се и други реснички. Освен това тези, които са покрити с реснички, са разделени на напречно, а тези, които са оборудвани с турникет, са разделени заедно. Бактериите имат способността да се раздробяват на части. Раздробяването понякога е толкова бързо, че няколко милиона нови пръчици се получават от една пръчка за 24 часа.
Има едно обстоятелство, на което трябва да обърнете внимание, когато става въпрос за размножаването на бактерии.
Има бактерия, която се развива чудесно при вливане на прах от сено. Ето защо се нарича: сено бактерии, или сено бацил. При добри условия на живот, когато има достатъчно храна, влага и топлина, сено тоягата се размножава перфектно: тя е разделена на половинки и изглежда, че няма да има край на нейното раздробяване. Но тук идват трудни дни за пръчката за сено: храната изтича, няма достатъчно вода. След това смачкване става по-бавно и по-бавно. Сякаш беше на път да спре напълно и тогава щеше да се свърши краят на плодотворното племе: старите ще умрат, а новите няма да ги изчезнат. Но напразно аларма. Погледнете ги по-внимателно в този момент с микроскоп и ще видите кръгло лъскаво тяло във всяка сено бактерии. Това е дебат. Не бяха там преди. Те са възникнали с появата на неблагоприятни условия.
Измина известно време от момента, в който се образуваха спорове. Черупката на пръчките е разкъсана, спорите излизат отвън. Сега няма сено бактерии: има спори. Споровете търпят всички неприятности, докато не попаднат в благоприятна среда за развитие. Тогава те покълват, отново стават пръчки за сено. Така спорите спасяват много бактерии от смъртта.
Има обаче растения, за които спорите са същите като семената за цъфтящите растения. Такива са например гъбите - големи, като мухоморка, и малки, като тези, които образуват мухъл. Разглеждайки с микроскоп малко парче калъп, лесно се забелязва, че се състои от тънки съединени, заплетени нишки, сред които колони с топки или пискюли в горната част се издигат. Това е тялото на мухъл, главите и пискюлите са плодоносни растения. Всяка глава (или четка) е пълна със спори. Всяка спора, покълнала, поражда нова гъбичка. Големите гъби също имат спорове - гъбички, гъби, маточници, гъби, гъби и пр. Спорите се развиват в капачките на тези гъби. Узрявайки, те се разпръскват във всички посоки, а след това покълват и дават нови гъби.
В допълнение към гъбите, спорите възпроизвеждат мъхове, папрати, водорасли, лишеи. Във всички тези безцветни растения спорите имат същото значение като овула или по-точно яйцето в цъфтящите растения. Разликата е следната: при цъфтящите растения овулът се превръща в семе и в ново растение само когато яйцето, затворено в овула, е оплодено. Споровете за торене обикновено не се нуждаят. Те покълват без помощта на венеца.
В природата съществуват организми, които съчетават и двата метода на възпроизводство: асексуален и сексуален. Разгледайте долната страна на обикновен лист от папрат от канела. По протежение на вените на листата от двете страни седят на редици няколко тъмни плаки с големина на конопено семе. Всяка такава плака е колекция от торби, пълни със спори. Зрелите спори падат от торбичките, разпръскват се във всички посоки, попадат в почвата и покълват. От всяка спора се образува растение, което изобщо не е като папрат. Прилича на плосък, сърцевиден лист, който лежи на земята и издърпва храна от него с малки корени. Това е предишен, предшественик на истинска папрат. Времето ще дойде, самата папрат ще расте. Ето как става.
В подраста, от долната страна, се развиват репродуктивните органи - мъжки и женски. Обикновено и двете се появяват на едно и също предишество. Случва се обаче, че само мъжки репродуктивни органи се появяват на един тийнейджър, а само женски органи на другия. В мъжките органи се развиват оживени животни - подвижни, с куп реснички; а при женските се образуват яйца - кръгли, неподвижни и много по-големи от венците. Джинджифилите се сливат с яйцата. Истинските папрати се развиват от оплодени яйца. В началото те са много малки, но постепенно стават по-големи, вкореняват се, изгонват листата на цитрусови плодове.
На въпроса как се размножава папрат, сексуално или асексуално, човек трябва да отговори: и двете. По листата на папрат възникват много спори. От спорите възникват предразсъдъци. Това е първото поколение „деца” на папрат. Те са родени асексуално. На преклонницата телата на яйцата и семената се развиват в специални органи, които при сливането им произвеждат истински папрати. Това е второто поколение „деца“. Те са родени чрез сексуална репродукция (фиг. 12). Такова редуващо се размножаване изобщо не е изключителното свойство на папратите. Така мъховете се размножават например. Толкова много животни се размножават, особено морски, например медузи.
В медузите се образуват яйца (при женските), а семенните тела - при мъжете. И двете са хвърлени във водата. Движещите се добитък откриват яйца и ги оплождат. От всяко оплодено яйце се получава ембрион, покрит с подвижни реснички. Той, живеейки известно време на свобода, губи реснички, потъва по-дълбоко във водата и седи на камъче или на клонче водорасли. Укрепвайки се, тя се изпъва, придобива крушовидна форма и изхвърля пипала по горния край на тялото си (фиг. 13).
Фиг. 13. Размножаване и развитие на медузи: а - цилиарна ембрион; b, c - зародиш без мигли; g - зародишът изгони пипалата; d - жива "чука"; д - пораснала "чупка"; Ами - "чукът" се счупи в чинийки; з - ембрионът на медузите; и - млада медуза; к - възрастни медузи
Следва поредица от нови трансформации. Ембрионът расте, става много по-голям. По тялото му са обозначени няколко напречни пръстеновидни стеснения. Сега тя прилича на конус от ела. Това, разбира се, не е медуза.
Проследяваме съдбата на „неравностите“. Стесненията по тялото й стават все по-дълбоки и дълбоки. Скоро тя започва да прилича на куп чинийки, поставени една върху друга с назъбени ръбове. Всички "чинийки" са свързани помежду си с тънък джъмпер, сякаш нанизан на него. Този джъмпер се счупва с течение на времето, а разпръснатите "чинийки" се превръщат в група недоразвити млади медузи. С течение на времето всяка такава медуза ще расте, ще се развие напълно и ще се превърне в истинска медуза.
* (Споменава се по-малко подробно в есето „Невидими врагове и приятели на човека“.)
Плазмодий живее в човешка кръв. Кръвта, както знаете, се състои от кръвна течност, в която плават кръвни клетки (червени и бели кръвни топки). Веднъж попаднал в кръвта, плазмодий се намира върху червена кръвна топка и след това се промъква в нея. Кръвната топка служи като плазмодий и временно убежище и храна. Тук той се храни и расте, докато напълни почти цялата кръвна клетка със себе си (виж фиг. 14, 1-4).
Тогава той започва да се размножава, тоест се разпада на цял куп малки плазмодии. Има ги много. И така те разкъсват стените на кръвната топка, попадат в кръвната течност (фиг. 14, 56-96) и се захващат за работа: те си пробиват вътре в червените кръвни клетки, унищожават ги и след това отново се рушат в куп млади плазмодии. Така едно поколение от тях се заменя с друго, като се умножава по деление. Накрая плазмодиите се появяват по същия асексуален начин, който няма да се възпроизведе допълнително.
Следователно блатната треска се нарича блатна треска, тъй като е често срещана в райони, където има много блата. И там, където има много блата, има много комари, сред които има малария. Такъв комар седи на лицето или върху ръката на пациент, страдащ от блатна треска, пуска своя хобот в кожата и започва да изсмуква кръв. Заедно с кръвта няколко парчета плазмодия влизат в червата му. Веднъж попаднали в червата на комар, плазмодиите растат, стават големи и кръгли, като топка. Някои от тях са толкова кръгли и остават (фиг. 14, 7 а). Това са яйца. Други са разделени на малки области, образуват купища дъвка (фиг. 14; 6-9). В червата на комара джинджифилът се слива с яйцата (фиг. 14; 10). След оплождането яйцеклетката навлиза в чревната стена и се разделя на части, като по този начин дава много нови плазмодии. Яйчната черупка се счупва, плазмодията излиза от нея и в крайна сметка се озовава в слюнчените жлези на комара (фиг. 14; 13, 14). Сега за по-нататъшното развитие на плазмодий отново трябва да бъде в човешкото тяло.
Фиг. 14. Жизнен път на причинителя на блатната треска: 1 - плазмодий в кръвта на човека; 2 - червена кръвна топка, към която се втурва група плазмодии; 3 и 4 - плазмодий расте; 56-86 - показва как протича асексуалното размножаване на плазмодий; 96 - млада плазмодия, излизаща от червена кръвна топка. Останалата част от фигурата (под пунктираната линия) показва как протича сексуалното възпроизвеждане на плазмодий в тялото на комари; 5, 6а-9а - плазмодий се превръща в яйце; 6-9 - plzamodia се разпада на много "zinger", 10- "яйце" се слива с "zinger" (оплождане); 1-14 - плазмодият, който се е появил след оплождането, расте, смачква се и дава цял куп млади плазмодии, които 7) отново проникват в червената топка на здрав човек след ухапване от комар
Всяко живо същество се размножава. Възпроизвеждането е едно от основните явления в живота. Възпроизвеждането е „законът на живота“. Въпреки това, никой не може да възпроизвежда кога иска и как иска. Възможността за възпроизвеждане има ограничение. Лъв и тигър, живеещи на свобода, раждат деца навреме. В плен, заключени по двойки в клетките на зоопарка, те само от време на време дават потомство. Папагалите се размножават добре в родните гори на Америка и Австралия. В плен те могат да живеят по двойки в продължение на две до три десетилетия и никога не седят мацки.
Същото е и сред растенията. Какви понякога красиви палми могат да се намерят в оранжерии! Но те рядко цъфтят и почти винаги дават празни цветя, не дават плодове и ако го направят, те никога не узряват. Междувременно в родината си, в горите на Индия или Южна Америка, в степите на Арабия или в оазисите на Сахара, едни и същи палми са покрити с цвят и дават изобилна реколта от плодове. Ясно е, че не винаги и не при никакви условия живите същества могат да се размножават. Ясно е, че с промяна в ситуацията се променя и способността за възпроизвеждане.
Ние знаем, че някои организми се размножават бързо и дават много потомство; други бавно и дават малко потомство. Знаем също колко различни са методите за размножаване, които притежават различните организми. Случайни ли са тези различия или се подчиняват на някакви правила?
Кучето и вълкът са близки роднини. Както по растеж, така и по структура много си приличат. Кучето обаче е по-плодородно от вълк. Понякога дава 12 кученца годишно. Вълк се ражда не повече от шест вълчарки годишно. Домашна котка е много по-плодородна от дивата: обикновено ражда телета два пъти годишно, като всяко от тях дава пет до шест котета; а дивата ражда само веднъж годишно на не повече от пет. Още по-значителна е разликата между потомството на домашни и диви прасета. Диво прасе дава шест до осем прасета годишно, докато домашно прасе може да даде на своя стопанин до две дузини едновременно. Ще открием същата разлика, когато сравним плодовитостта на домашната гъска и домашна патица с плодовитостта на дивите им роднини.
Какво обяснява тази разлика? Домашните любимци живеят в грижата за човека. Доброто хранене насърчава възпроизводството. В противен случай животът на дивите роднини се развива. Те не винаги имат много храна: и гладът е лош съюзник на възпроизводството. Може ли вълкът да отгледа много малчета в утробата си, ако няма достатъчно храна? Може ли дивата гъска да даде толкова хранителни вещества за образуването на яйца, колкото домашната гъска обикновено харчи за нея?
Храненето и репродукцията са взаимосвързани. От две еднакви животни със същата способност да се размножават, това, което се храни по-добре, ще бъде по-плодотворно. Връзката между храненето и плодородието е особено очевидна при растенията. Трансплантирайте растението от безплодната почва в добре поддържаната почва, богата на хранителни запаси и тя ще върже много нови пъпки, всяка от които ще се превърне в листна стъпка. И какво представлява листните издънки за дере, ако не и потомството, родено асексуално с помощта на бъбреците?
На растенията можете да проверите друго правило за размножаване. Това е добре известно на всеки градинар.
Младите ябълкови дървета се отглеждат в детската стая. Те седят в мазна почва, ядат изобилие и изхвърлят много млади издънки, тоест, размножават се по бъбреците, асексуално. Градинарят обаче искаше ябълковите му дървета да цъфтят възможно най-бързо и да дадат повече плодове. С други думи, той иска ябълковите дървета да преминат от асексуално към сексуално размножаване, към размножаване с помощта на яйца и прахови частици. Градинарят или пресажда ябълките на почва, която е бедна на хранителни вещества, или, оставяйки ябълковите дървета на старото им място, отрязва част от корените им. И в двата случая младите дървета започват да получават много по-малко храна, отколкото са получавали преди. Те престават да дават зелени издънки и са покрити с цветни пъпки, които, като прецъфтяват, завързват плодовете. Докато ябълковите дървета получавали изобилна храна, те се размножавали асексуално; когато храната стана по-малко, те преминаха към сексуална репродукция. Същото може да се каже и за насекомите.
Спомнете си листни въшки. През пролетта и лятото те размножават девствени - без оплождане, тоест без асексуално; по това време имат много храна. През есента храната намалява и тогава листните въшки преминават към сексуална репродукция.
Друг пример. С доброто хранене, ресничките, обувките могат да се размножават за дълго време чрез деление. В лоши условия те спират да споделят и започват да се чифтосват. И тук, както виждате, асексуалното възпроизвеждане зависи от обилното хранене.
Има и друго „правило за развъждане“. Колкото повече тялото харчи храна, за да се затопли и да замести загубите, причинени от работата в нея, толкова по-малко градивен материал остава за образуването на яйца и млади. Или колкото повече отпадъци на тялото, толкова по-малка е неговата плодовитост.
Да предположим, че някое животно се храни обилно, но в същото време не прави почти нищо. Можете да кажете предварително, че тя трябва да бъде много плодотворна. Такова животно е например кралица пчела. Още в детството, когато тя все още не прилича на пчела, а като червей, тя се храни много обилно. Когато порасне, тя се превръща в "кралицата", тогава работещите пчели нетърпеливо се втурват да я снабдяват с вкусна и удовлетворяваща храна. Тя яде буквално за десет и не прави нищо. Целият кошер се държи от труда на работниците. А кралицата има само едно нещо със задълженията си: снася яйца. И върши тази работа блестящо: снася до четири хиляди яйца дневно. Напротив, пчелата работник, а работникът е примерно - по цял ден зает с нещо - и като цяло не се храни добре. Освен това, в детството, през сезона на ларвите, тя не била много разглезена с храна. Обикновено не образува или снася яйца, тоест е безплодна. За да покажа, че както голямата плодовитост на „кралицата“, така и стерилността на пчелата работничка са тясно свързани с техните жизнени и хранителни условия, припомням следните факти.
Яйцето, от което се ражда работещата пчела, не се различава от яйцето, от което трябва да възникне „кралицата“. Няма разлика между новоизлюпените работници и "кралските" ларви. Поставете работещата ларва в същата голяма, просторна клетка, в която обикновено се възпитава кралицата, нахранете я толкова обилно, колкото се храни кралската ларва - и тя ще се превърне в „кралицата“, тоест плодовитата утроба. И обратно: прехвърлете току-що излюпената царска ларва от нейния „хор“ в обикновена „пролетарска“ клетка, прехвърлете я в същата „трапеза“, използвана от всички работещи ларви - и няма да има следа от „реалността“: тя ще се превърне в най-обикновения, безплоден работник-пчела.
Нека видим обаче от какво друго може да зависи голямата плодовитост на жив организъм.
Слонът едва на тридесетата година от живота си за първи път ражда само едно кубче. А мишката, която все още не е "изсушила мляко на устните си", става майка, като дава два до три пъти по десетина мишки годишно. Зашеметен глухарче два до три месеца след раждането изхвърля цяла "кошница" с цветя с брой от няколкостотин парчета и образува приблизително същото количество семена. Висока кокосова палма едва на десетата година от живота започва да цъфти и да връзва плодовете правилно. Докато големите животни и растения произвеждат десетки, стотици, най-много хиляди потомци за няколко години, цилиотите и бактериите, невидими без микроскоп, произвеждат милиони и десетки милиони подобни цилиати и бактерии за няколко дни.
Всички тези факти ни карат да мислим, че има връзка между размерите на живите същества и тяхната плодовитост, която може да се изрази по следния начин: колкото по-голям е организмът, толкова по-малко е неговото потомство - ако всички други условия са равностойни. Последната резервация е много важна. И ето как да го разберем.
Жабата и врабчето са с еднакъв размер. Ако размерът на животното влияе върху плодовитостта, трябва да се приеме, че жабата и врабчето са еднакво плодородни. Всъщност жабата е несравнимо по-плодородна от врабче: врабче показва само пет до шест пилета, жабата дава няколкостотин попови лъжички, от които може да се окаже приблизително еднакъв брой жаби. Какво показва това? Прави ли горното правило за връзката между размера и плодовитостта?
Врабче и жаба, приблизително еднакъв по размер, биха били еднакво плодотворни, ако във всичко останало - по структура, по характер, в начина си на живот - те бяха подобни. Но това просто не е там. Жабата харчи сравнително малко храна за затопляне на тялото си: има „хладна“ кръв и тяло. А врабчето и кръвта и тялото са "горещи". В сравнение с врабче, жаба е неактивно и неактивно животно. Врабчето, напротив, е много активно и много подвижно. А мобилността и активността изискват, както знаете, голяма загуба на хранителен материал. Ако жабата и врабчето с еднакъв размер са дори еднакво добри в храненето, тогава дори "студенокръвната" и неактивната жаба ще има много повече хранителни вещества и градивни вещества, останали върху потомството, отколкото "топлокръвното" и много подвижно врабче.
Птиците са по-добри по структура по отношение на земноводните. В този смисъл врабче е по-„развито“ създание, по-„съвършено“ от жаба. И животът показва, че от два организма с един и същ растеж, еднакво активни и еднакво хранещи се, този, който е по-прост, тоест по-слабо развит, по-малко съвършен, е по-плодороден. Тялото на врабчето има по-сложна структура, така че врабчето трябва да дава по-малко потомство, дори ако начинът му на живот не се различава от начина на живот на жабата.
Това са основните закони на условията за възпроизвеждане на животни и растения, на които се подчинява светът на живите същества. Само човекът е в състояние в по-голяма или по-малка степен да промени (до степен на познаване на законите на природата) условията на своето съществуване, както и животни и растения.
Асексуалното възпроизводство става с участието само на един индивид. Може да се нарече растеж, който надхвърля обичайната мярка за обема на дадено лице. Нейната същност се състои в това, че някаква част е отделена от тялото на възрастна майка по един или друг начин, която след това расте и достига размерите на възрастен.
Обикновено асексуалното размножаване протича по такъв начин, че клетката, която съставлява целия организъм, се разделя на две половини. Този метод се нарича разделение. Среща се само при по-ниски животни: ризопод, реснички и други. Самият процес на разделяне е, че върху тялото на животното се появява жлеб под формата на жлеб във формата на пръстен, който постепенно се задълбочава и накрая разделя цялото тяло на две части, свързани с малък джъмпер; последните всички стават по-тънки и накрая се разкъсват, така че животното се разпада на две независими части. Те започват да растат, придобиват липсващите черупки: жълтици, реснички и др. И се превръщат в възрастно животно.
Това е процес на разделяне само при най-ниските животни, в тялото на които почти няма диференциация и всяка част от тялото е като другите. При по-сложни едноклетъчни организми, като например цилиоти, този процес е много сложен. При други животни, особено при по-ниските многоклетъчни организми, асексуалното размножаване протича по такъв начин, че на определени места от тялото им се образуват малки израстъци, така наречените бъбреци, които постепенно се ограждат от останалата част на тялото чрез преграда и след това се отделят. Този метод на възпроизвеждане се нарича пъпкуване.
Същността на този процес е, че нов индивид се формира от малка частица от тялото на майката, а не от половината, както се случва при разделянето. Бъбрекът при многоклетъчните животни винаги се състои от няколко клетки, което го прави значително различен от яйцето или спорите, които първоначално винаги се състоят от една клетка. Бъбречната репродукция е широко разпространена в животинското царство. Намира се при глисти и в чревни такива.
Има два вида пъпкуване: външно и вътрешно. Външните пъпки са по-чести; така се случва например при полипи. На повърхността на тялото на това животно на определено място първо се образува малък туберкул. Скоро вътре в нея прониква малък кухия процес на кухината на ствола на майчиния организъм; туберкулът расте и приема формата на възрастно животно. На външния му край се образува дупка и около нея растат определен брой пипала. В това състояние бъбрекът е напълно подобен на майчиния организъм и се различава от него само в по-малки размери.
Съдбата на бъбреците е различна. Понякога се отваря, започва да живее независимо и постепенно достига размерите на възрастно животно, но при някои животни зрелите бъбреци не отпадат, а остават привързани към тялото на майката цял живот.
По този начин животинските колонии образуват сложна система, например под формата на клон на дърво.
При бъбреците пъпката се проявява малко по-различно. Някои от сегментите, лежащи в средата, се променят по такъв начин, че стават напълно подобни на предния сегмент на животното, с главата. Известно време червеят живее в тази форма, но постепенно други части на тялото растат в променените сегменти, а след това животното се разпада на части и всеки от тях, живеейки сам, се превръща в възрастен и след това се разделя на няколко части.
Вътрешното уплътняване заслужава специално внимание, тъй като представлява преходен етап към сексуалната репродукция. Този метод на възпроизвеждане се състои във факта, че бъбреците се образуват вътре в тялото на вътрешната повърхност на кухината му. Отделени от стените на тялото, бъбреците под формата на отделни бучки се поставят в кухината на тялото на майката и се превръщат в нови индивиди. По този начин, вътрешното уплътняване се различава от сексуалното размножаване, към което ще преминем, само по това, че бъбреците са съставени от много клетки, а не от една, която са тестисите и спорите.
Вътрешното разпръскване се наблюдава само при плоски червеи и детайлите на този процес ще бъдат разгледани по-късно, навреме, и сега се насочваме към третата форма на асексуално размножаване.
Това е най-редката форма на асексуално възпроизвеждане, наречена спорогония, т.е. възпроизвеждане чрез спори. Спорогонията се наблюдава при грегари и някои цилиндри, не е необичайно да ги видите., Също и в някои радиостанции и радиолари. Същността на този метод на асексуално възпроизвеждане е, че цялото тяло на животното се разпада на много малки частици, наречени спори; самото животно престава да живее и от всяка спора при благоприятни условия може да се развие ново животно.
Много интересна форма на асексуално възпроизвеждане е копулацията. Нейната същност се състои във факта, че двамата индивиди са свързани заедно толкова пълно, че телата им след това са едно, така наречената зизота или зигота. След известно време зиготата започва да се размножава интензивно чрез деление или снорогония. Съвкупността е много интересна, защото представлява преходен етап към сексуалната репродукция. В повечето случаи копулиращите организми не се различават един от друг, но при някои животни се присъединяват индивиди, които значително се различават един от друг; едната от тях силно прилича на женската репродуктивна клетка на по-ниски животни и растения - яйцето, а на другия семена от семена от мъжки семена и този случай на копулация по същество не се различава от сексуалното възпроизвеждане на по-ниски животни.
И накрая, при някои животни все още съществува специална форма на взаимна връзка, която е много близка до копулация и се наблюдава при някои реснички. Този процес, наречен конюгиране, се осъществява по следния начин: два цилиарта се прилепват един към друг и се слагат на мястото на контакт; след известно време те отново се разминават и всеки продължава да продължава самостоятелен живот. Изучавайки този процес под микроскоп, учените забелязали, че по време на връзката им във вътрешната организация на всеки конюгиращ цилиат се случват много сложни промени. Вътрешните им органи са унищожени, ядрото се разпада на много малки частици, които и двете конюгати обменят, така че, отделяйки се в края на конюгацията, всеки от тях носи частица на другия индивид; вътрешните органи на всеки от тях впоследствие се възстановяват.
Конюгацията, също като копулацията, е от голямо значение в живота на животните, които започват този процес. Ресничките са конюгирани винаги след продължително възпроизвеждане чрез разделяне и организмът им се изтощава, той става сенилен, така че по-нататъшното размножаване чрез разделяне става вече невъзможно. Конюгацията, от друга страна, възстановява силата им и след това и двете цилиндри отново отново за дълго време придобиват способността за асексуално възпроизвеждане (разделяне).
От всички видове асексуално възпроизвеждане, които разгледахме: разделяне, пъпкуване, спорогония, копулация и конюгация, първите две форми несъмнено трябва да бъдат признати за най-важни, а останалите са само различни преходни етапи към сексуална репродукция. Асексуалното размножаване е тясно свързано с растежа на тялото и се различава от него главно по това, че новообразуваните частици не винаги остават с тялото на майката, но само в много редки случаи (колонии). Подобна връзка на асексуалното възпроизводство с растежа може да се даде теоретично обяснение, основаващо се на хранителни условия във връзка с обема на тялото.
Методи за възпроизводство на животни
Безполово възпроизвеждане.
В животинския свят има редица методи за възпроизводство, например директно деление или пъпкуване, характерно за по-ниските безгръбначни, както и партеногенезата, наблюдавана дори при по-високите гръбначни животни. Ясно е, че именно асексуалното възпроизвеждане представлява най-простият и най-малко енергоемкият начин за увеличаване на броя на индивидите. По някаква причина обаче в процеса на еволюция възникнал сложен процес на сексуално възпроизвеждане, свързан с много проблеми и условности.
Сексуална репродукция
1. Конюгация. Сексуалната репродукция се появява при животни, които вече са на най-ниските нива на еволюционната стълбица. И така, вече в най-простите едноклетъчни микроорганизми - реснички, размножаващи се чрез директно деление, се наблюдава т. Нар. Конюгация, която е един вид аналог на половия процес. В процеса на конюгиране два цилиндъра сякаш растат заедно за известно време, през което се обменя наследствена информация. Тогава ресничките се изключват и след това всеки продължава да споделя самостоятелно.
2. Партеногенеза. При редица безгръбначни животни, както и при много гръбначни животни, има явление като партеногенеза, при която женските снасят яйцата си или раждат живи малки, без участието на мъжки. От тези яйца се излюпват само женски или се раждат по този начин и е интересно, че в природата има цели местни популации от подобни видове. Подобна популация от скални гущери е открита в Армения. В останалите си местообитания този съвсем обикновен вид се възпроизвежда по обичайния начин.
Партеногенезата в експериментални условия е възможна дори при бозайници. За целта е необходимо по някакъв начин да се стимулира неоплоденото яйце да се раздели, което е възможно по различни начини, например, просто чрез прилагане на инжекция с микроигла.
3. Хермафродитизъм. Редица безгръбначни животни имат хермафродитизъм, при който всеки индивид има както мъжки, така и женски полови жлези. Сред най-известните животни хермафродитите са например земни червеи, пиявици и много видове охлюви. Въпреки факта, че при такива животни всеки индивид произвежда както яйца, така и сперматозоиди, те се чифтосват помежду си, произвеждайки взаимен обмен на полови клетки. В големи, без черупкови мекотели, аплисия или морски зайци, живеещи в крайбрежната зона на морето, до 10-12 индивида могат едновременно да участват в процеса на оплождане, играейки както ролите на мъжки, така и на ролите на женските.
Въпреки наличието на зародишни клетки от двата вида при хермафродитните животни, те рядко прибягват до самооплождане и, напротив, обикновено са склонни да се чифтосват с други, за предпочитане несвързани, индивиди.
4. Промяна на пола. При някои животни, включително редица видове риби, промяната на пола настъпва с възрастта. Така че при добре известни акваристи, риби меч, е доста често срещано преобразуване на жени на средна възраст в мъжки. В същото време ксифоидният процес на опашката расте само при мъжете и те започват да проявяват типично сексуално поведение, успешно оплождат женските. Подобно явление се наблюдава при дребни риби морски джункъри, живеещи в крайбрежната зона на Черно море. При някои видове риби се забелязва и обратният процес: трансформацията на мъжките в женски.
5. Редуването на сексуален и асексуален тип репродукция. При безгръбначни животни като чревни, червеи от различни видове, ехинодерми, паралелно има както сексуално, така и асексуално възпроизвеждане. За много безгръбначни се характеризира с редуването на сексуални и асексуални поколения. Така например, кораловите полипи, които много активно нарастват поради вегетативно размножаване, периодично произвеждат огромен брой подвижни мъжки и женски зародишни клетки. Оплождането става във водния стълб. От получените зиготи се развиват подвижни ларви, които се заселват върху подходящ субстрат и пораждат нови коралови колонии. По подобен начин се размножават всички прикачени форми: гъби, бриозои, хидроидни полипи и др.
При някои видове се наблюдава редуване на партеногенезата с нормална сексуална репродукция. Така например листните въшки се размножават през цялото лято чрез живо раждане, при което неоплодените женски раждат само женски. Младите женски листни въшки започват да раждат следните жени на възраст от няколко часа.
Така през лятото преминава огромна поредица от асексуални поколения. Зоолозите са изчислили, че ако оцелее цялото потомство на една листна въшка, то за едно лято тя може да покрие цялото земно кълбо с непрекъснато одеяло. За щастие, тъй като много други животни се хранят с листни въшки, това не се случва. Изглежда, че този метод за размножаване на листни въшки е много успешен и не изисква много да се желае. Въпреки това през есента много листни въшки снасят яйца, мъжете, които оплождат сравнително малък брой женски, се излюпват.
Докато през есента повечето листни въшки, завършили своя жизнен цикъл, умират.
Възпроизвеждането е едно от най-често срещаните свойства на живите същества, изразяващо се в увеличаване на броя на индивидите. В процеса на размножаване организмите възпроизвеждат собствен вид и по този начин осигуряват непрекъснатостта на живота.
Просто развъждане
Протозоите се характеризират с асексуално възпроизвеждане, което протича или като монотомия (клетъчно деление на две с последващ растеж на всяка дъщеря, например, Amee proteus), или под формата на палинектомия (многократно деление на майчината клетка на няколко дъщеря, без последващото им израстване, например, Plasmodium vivax ). И в двата случая клетъчното делене се предхожда от митотично ядрено делене. При някои реснички (без корени и смучене), асексуалното възпроизвеждане протича по вида на пъпката.
Много от най-простите имат сексуален процес (да не се бърка със сексуалната репродукция). Протича в две форми: съвкупление и конюгация. Копулацията е сливането на гамети - гаплоидни зародишни клетки. Гамети от протозои могат да имат различна структура и да се различават по степента на подвижност. Ако се копират гамети с еднакъв размер, структура и подвижност, тогава те говорят за изогамни (еднакво хомогенни) копулации. По време на сливането на подвижни гамети с различни размери възниква еднородни (неравностойни) копулация. Освен това по-голяма клетка се нарича макрогамет (или женска гамета), а малка се нарича микрогамет (или мъжка гамета). Крайният израз на анизогамия е оогамия - когато макрогаметът е много по-голям от микрогамета и е неподвижен. Конюгацията, или обменът на генетичен материал между два индивида, е характерна за ресничките. При конюгиране гамети не се образуват и хората обменят vagus pronuclei, които след като са в клетката на партньора, се сливат със собствените си неподвижни pronuclei (да не се бъркат с конюгацията в водораслите).
По време на сексуалния процес протозоите не увеличават броя на индивидите, но се постига увеличение на генетичното разнообразие.
Когато описвате жизнените цикли на протозоите, е важно да определите позицията на редукционното отделение.
1. Гаметично намаляване. Тя възниква преди образуването на гамети в организми, които имат диплоидни соматични клетки (характерно за всички многоклетъчни животни и някои протозои).
2. Зиготично намаляване. Среща се в организми с хаплоиден набор от хромозоми след сливане на гамета, тоест след образуването на зигота (спорозои, жлези, гъби).
3. Междинно намаление. Отбелязано е при организмите, в жизнения цикъл на които има промяна в диплоидната и хаплоидната фази. В протозоите този тип редукционни деления са характерни за foraminifera. Сред многоклетъчните организми - за всички висши растения, и второ - за някои многоклетъчни животни - ротификатори.
Размножаване на многоклетъчни животни
Безполово възпроизвеждане
Многоклетъчните животни се възпроизвеждат предимно чрез сексуален контакт, но има групи (особено сред долните безгръбначни), които се възпроизвеждат много успешно асексуално.
Безполовото размножаване на многоклетъчните организми е увеличаване на броя на индивидите, образувани от соматични (неасексуални) клетки. Сред животните той напълно липсва при първичните червеи и червените мекотели. При членестоногите, гръбначните животни, асексуалното възпроизводство може да включва полиембриония, тоест асексуална репродукция на етапите на ембрионалното развитие. Това явление е открито от И. И. Мечников. При насекомите е описана полиембриона за ездачи - разделяне на етап морула. При бозайниците (броненосец) деленето се случва на стадия на бластоциста. Появата на еднакви близнаци при хората може да се отдаде на полиембриона.
Асексуалното възпроизводство играе особено важна роля в жизнените цикли на гъбите, стомашно-чревните, някои червеи, бриозои и канапе. В резултат на асексуално възпроизвеждане при тези животни се появяват колонии. Размножаването протича по вида на пъпката. Гъбите и бриозоите имат своеобразни вътрешни бъбреци (съответно скъпоценни камъни и статобласти), на етапа на които има опит за неблагоприятни условия на околната среда. В червата и мембраните се наблюдава редуване на асексуално и сексуално поколение. Това явление се нарича метагенеза. Така че чревните полипи се размножават чрез пъпкуване и представляват асексуален стадий в жизнения цикъл, а медузите, които се образуват на полип в резултат на асексуално възпроизвеждане, са половият стадий, тъй като те могат да се размножават само по полов път.
Сексуална репродукция
Сексуалната репродукция при животни съществува под няколко форми. Първо, може да се разграничи бисексуалната репродукция, която съществува под формата на двудомно и хермафродитизъм, и второ, девствено размножаване или партеногенеза.
Бисексуална репродукция
При бисексуално възпроизвеждане задължително настъпва оплождане, тоест сливане на женски и мъжки зародишни клетки. При двудомните многоклетъчни животни половите клетки се формират в различни организми - женски в тялото на женската, мъжки в тялото на мъжкия. Образуването на гаметата се предхожда от мейоза.
По време на оплождането се образува зигота, първата клетка на тялото. При хермафродитни животни женските и мъжките зародишни клетки се формират в тялото на един индивид. Хермафродитизмът може да бъде разделен на естествен и ненормален. Естественият хермафродитизъм е много разпространено явление в животинското царство. Среща се в гъби, чревни, плоски червеи, анелиди, мекотели, ракообразни и някои риби. Естественият хермафродитизъм съществува в различни форми. И така, при някои животни мъжките и женските зародишни клетки се произвеждат едновременно, при други първо се произвежда един вид гамета, а след това друг. В случая, когато мъжките жлези се развият първо, те говорят за протандричен хермафродитизъм, а ако женските полови жлези започнат да функционират първо - за протерогиничен хермафродитизъм. Хермафродитите разработват различни устройства, които предотвратяват самооплождането. Това може да бъде различни падежи на женски и мъжки репродуктивни продукти, структурни особености на репродуктивния апарат, физиологични бариери и др.
При нормално двудомни животни и хора се среща анормален хермафродитизъм. Обикновено тя възниква в резултат на геномни нарушения - тоест броят на половите хромозоми се променя по отношение на автозомите. Причината за анормален хермафродитизъм обаче може да е хормонални нарушения. В някои случаи животните развиват женски и мъжки полови жлези, в други случаи половите жлези принадлежат към един пол, а вторичните сексуални характеристики показват принадлежност към другия пол. В резултат на това жените развиват мъжественост (маскулинизация), а мъжете развиват ефеминация (феминизация).
партеногенеза
Партеногенезата е уникална форма на сексуална репродукция. Яйцеклетката започва да се развива без участието на сперматозоидите, тоест без оплождане. Това е еднополово възпроизвеждане. Естествената партеногенеза е често срещана сред всички видове безгръбначни, както и при гръбначни животни, с изключение на бозайниците. При безгръбначните животни, плоски червеи, ротификатори, ракообразни, насекоми, мекотели могат да се размножават в партеногенетика.При някои животни яйцата могат да се развиват само партеногенетично, докато при други (ротификатори, пчели) яйцата могат да се развиват както партеногенетично, така и в резултат на оплождането. Матката на пчелите снася оплодени яйца, от които се развиват работещи пчели и бъдеща матка, а язовирите - мъжки - се развиват от неоплодени яйца. При флуидите партеногенетичното възпроизводство се случва на ларвните стадии (miracidia, sporocyst, redium). Този тип се нарича педогенеза.
Особени форми на партеногенеза са андрогенезата и гиногенезата. При андрогенезата ембрионът се развива от мъжкото ядро, което се внася в клетката от спермата, а женското ядро \u200b\u200bне участва в развитието. Този тип развитие се отбелязва при някои видове ездачи. По време на гиногенезата спермата прониква в яйцеклетката и активира нейното развитие, но ядрото й не се слива с ядрото на яйцеклетката и не участва в по-нататъшното развитие на ембриона. Гиногенезата съществува при земноводни, риби и други животни. Например, при някои риби активирането на яйцата до развитие може да се извърши от сперматозоиди на други риби. Популациите на такава риба се състоят само от женски (карачи).
Експериментите върху изкуствената партеногенеза започват в края на 19 век. върху яйца от неоплодени копринени буби. В средата на XX век. Б. Л. Астауров разработил индустриален метод за активиране и развитие на неоплодени яйца от копринена буба под влияние на висока температура и други физически и химични фактори. В резултат на това той получи партеногенетични женски пеперуди.
Сексуални и соматични клетки
Соматичните клетки съставляват по-голямата част от клетките на многоклетъчен организъм. Половите клетки (гамети) се формират само на определен етап от онтогенезата. Когато се слеят, гаметите образуват зигота - първата клетка на нов организъм. Половите и соматичните клетки се различават една от друга по много начини. И така, спермата и яйцата са хаплоидни, а телесните клетки са диплоидни, тоест всеки ген е представен от два алела. Например човешките соматични клетки имат 46 хромозоми, а гаметите имат 23 хромозоми. Гамети и соматични клетки имат различни ядрено-плазмени взаимоотношения.
Особено ярко това явление се демонстрира от организми с големи яйца, например птици. Яйцето на яйцата на птиците е жълтъкът. Обемът му надвишава обема на първоначалната клетка (от която е формирана) милиони пъти. Обемът на сърцевината остава практически непроменен. С развитието на ембриона (фрагментация) ядрено-плазмените отношения на делящите се клетки придобиват показатели, характерни за соматичните.
За разлика от яйцеклетката, спермата е много малка. При хората 50-70 микрона. Тези редукции възникват поради рязко намаляване на обема на цитоплазмата и ядрото има размер, съответстващ на ядрото на соматична клетка. Всъщност главата на спермата е представена само от ядро, заобиколено от клетъчна мембрана. Метаболизмът на пола и соматичните клетки е различен. При мъжете спермата в репродуктивните канали е в неподвижно, неактивно състояние. Извън тялото те обикновено живеят кратко време - при пъстърва в спермата умират след 30 секунди, а при хора в семенната течност - след 2-3 часа. В гениталния тракт на жените сперматозоидите могат да живеят по-дълго време. Например сперматозоидите живеят в гениталния тракт на жената в продължение на 5-8 дни и те остават жизнеспособни повече от две години в матката на пчелата.
Зрелите мъжки зародишни клетки се наричат \u200b\u200bсперматозоиди, или сперматозоиди. Те са открити за първи път и описани от сперматозоиди на бозайници през 1667 г. от А. Левенгук. Сперматозоидите на всички гръбначни и повечето безгръбначни се състоят от глава и жълтеник, с помощта на които се движат в течна среда: с външно торене - във вода, с вътрешно оплождане - в течността на гениталния тракт. Джгутиците на сперматозоидите от жълтеника имат структура, характерна за еукариотите. Сперматозоидите без жълтеник се наричат \u200b\u200bжълтени и са характерни за кръгли червеи и някои членестоноги. Такива сперматозоиди са способни на амебоидно движение.
Женските репродуктивни клетки на животни се наричат \u200b\u200bяйца или яйцеклетки. Яйцата са открити през 1827 г. от К. М. Баер. Обикновено яйцата са с кръгла или овална форма, в зряло състояние са неподвижни. При по-ниските безгръбначни (гъби, хидра) яйцата са способни на амебоидни движения. Цитоплазмата на яйцата съдържа жълтък - резервно хранително вещество, необходимо за развитието на ембрионите. Това е специализацията на яйцето. В зависимост от количеството на жълтъка варират размерите на яйцата. Яйцата, лишени от жълтък (за ездачи), имат размер 6x10 микрона. Яйцата, бедни на жълтък, са големи - от 50 до 90 микрона. При мекотели, ракообразни и много други животни яйцата са големи, съдържат много жълтък и достигат 1,5 мм; яйце от акула - 70 мм. Най-големите яйца са в птиците; щраусово яйце (без протеинова обвивка) има дължина 80 мм, а с черупки - 150 мм.
Яйчните черупки са показател за специализацията и диференциацията на зародишните клетки. Първичните мембрани се образуват поради освобождаването на вещества от самата яйцеклетка. Първичната мембрана е филм в контакт с мембраната на яйцеклетката. Нарича се още вителинната мембрана. Вторичната мембрана възниква поради секрецията на определени вещества от яйчниковите клетки и се нарича хорион. Хорионът се среща в някои безгръбначни животни, риби и птици. Третичната мембрана се образува, когато яйцата преминават през яйцепроводите. Например: желатинова черупка на земноводни яйца, протеин, черупки и черупки от птичи яйца, пашкули от червеи и мекотели и др. Яйце може да има и трите черупки и две от тях (хорионът може да отсъства). Основната функция на мембраните на яйцата е защитна.
гаметогенезата
Гаметогенезата е процесът на образуване на гамети или зародишни клетки. При примитивните животни (гъби, някои чревни и плоски червеи) гаметите могат да се образуват навсякъде в тялото (например в гъбите в мезоцила) и след това те се извеждат по един или друг начин. При по-голямата част от животните гамети се образуват в половите жлези, или половите жлези. Мъжката гонада се нарича тестис, а женската се нарича яйчник. Гастроподните мекотели имат хермафродитна жлеза, това е гонада, в която яйцата и спермата се произвеждат едновременно.
Процесът на образуване на сперма се нарича сперматогенеза. Сперматогенезата се разделя на четири етапа: възпроизводство, растеж, редукционно деление (деление - узряване - мейоза) и спермиогенеза. Оригиналните клетки, сперматогонията, са с малки размери. Те имат способността последователно да се разделят митотично, в резултат на което броят им значително се увеличава. Това е размножителният сезон.
Тогава сперматогонията навлиза в период на растеж и се превръща в сперматоцити от първи ред. Тогава те влизат в редукционно отделение - мейоза, което включва две отделения - узряване. В резултат на първото деление се образуват два сперматоцита от втори ред, а в резултат на второто разделение - четири сперматиди. Сперматидите са вече хаплоидни клетки, те не са в състояние да се разделят и се различават от първоначалните по по-малки размери. Сперматидите навлизат в последния, четвърти етап на сперматогенезата, а именно - спермиогенезата. Състои се от последователни сложни трансформации на сперматиди. Тези трансформации включват: образуване на акрозом, флагел, отхвърляне на част от цитоплазмата с ендоплазмен ретикулум (EPS) и комплекс на Голджи и др., Което завършва с образуването на зряла сперма.
Процесът на образуване на яйца се нарича оогенеза. Оогенезата се състои от същите четири етапа като сперматогенезата. Първоначалните клетки, oogonia, са сравнително малки, с големи ядра. Тези клетки започват да се разделят митотично, тоест влизат в етапа на възпроизвеждане. При много животни се среща в най-ранните етапи на онтогенезата. Например при бозайници, дори преди раждането, в ембрион. В резултат се образуват клетки - ооцити от първи ред. Много от тях умират или стават трофоцити (подхранващи клетки).
Тогава яйцеклетките навлизат в периода на растеж. Първо идва цитоплазменият растеж - броят на органоидите се увеличава. След това започва формирането на жълтъка - вителлогенеза. Когато растежът приключи, при някои животни може да настъпи оплождане (кръгъл червей) и яйцеклетката веднага навлиза в периода на зреене. При ланцет оплождането настъпва след първото деление-узряване. Въпреки това, при повечето животни оплождането настъпва след второто делене-съзряване. В резултат на първото разделение на мейозата, ооцитът от първи ред се превръща в ооцит от втори ред (почти същия размер като ооцита от първи ред) и изолира първото полярно тяло. Във второто разделение на мейозата се образува едно зряло хаплоидно яйце и второ полярно тяло. Първото полярно тяло в резултат на второто мейотично деление образува две вторични полярни тела.
С появата на процеси на оогенеза и сперматогенеза се наблюдават някои разлики. Сперматогонията ще се размножава по-дълго и по-интензивно от oogonia. Растежът на сперматоцитите протича по-бързо от растежа на яйцеклетките. Сперматоцит в резултат на узряване дава четири сперматозоиди, а яйцеклетка - една зряла яйцеклетка.
Раздробяване на яйца
В резултат на сливането на женски и мъжки гамети се появява зигота - диплоидна клетка, която може да се счита за организъм в ранен стадий на развитие. След сливането на женски и мъжки пронуклеини, клетката започва да се дели митотично. Появяват се по-малки клетки - бластомери, а самият процес се нарича раздробяване. След всяко разделяне на фрагментацията ембрионалните клетки стават по-малки, тоест ядрено-плазмените отношения се променят: ядрото остава същото, а обемът на цитоплазмата намалява. Процесът продължава, докато тези показатели достигнат стойностите, характерни за соматичните клетки.
Видът на трошене зависи от количеството и естеството на разпределението на жълтъка в яйцето. Ако жълтъкът е малък и се разпределя равномерно в цитоплазмата (ехинодерми, бозайници), тогава смачкването протича като еднообразно: бластомерите са еднакви по размер, цялото яйце се раздробява. Ако жълтъкът е неравномерно разпределен (на един полюс има повече яйца), то раздробяването протича като пълно неравномерно: бластомерите са с различна големина, тези, които съдържат жълтъка, са по-големи, яйцето се раздробява цяло (кръгли червеи, мекотели и др.). Частично смачкване - частта от яйцето, съдържаща жълтъка, не се разделя (насекоми, птици).
Видовете раздробяване могат също да се различават на базата на взаимното пространствено разположение на бластомерите: радиална фрагментация (жаби), спирална (мекотели), двустранна (асцидия), двусиметрична (ктенофори).
Образуване на бластула
Периодът на раздробяване завършва с образуването на бластула, съществен етап от развитието на многоклетъчен организъм. Типична бластула е куха топка, образувана от клетки. Кухината на бластулата се увеличава при раздробяване. Той е изпълнен с течност, която е продукт на жизнените функции на клетките. Кухината на образуваната бластула се нарича бластоцеле, или кухината на ембриона. Клетките, образуващи стената на бластулата, могат да бъдат еднакви (жаба) или различни (гъби, морски таралежи и др.). Видовете бластули са много различни при различните животни. В някои организми се образува топка без кухина, в която бластомерите са свързани помежду си. Такъв ембрион се нарича morula. Смята се, че морулата е вид бластула.
Образование gastrula
Следващият етап в ембриогенезата на животните е гаструла. Това е двуслоен ембрион, състоящ се от външния лист - ектодерма - и вътрешния лист - ендодерма. Двуслоен ембрион може да се образува от еднослойна бластула, като се пъха стената му в бластоколата (инвагинация). Така вътрешният зародишен лист (ендодерма) образува първичното черво. Комуникира с външната среда чрез първичната уста или бластопор. При някои животни останките на бластоколата са запазени. При първичните животни (чревни, плоски, кръгли, анелиди и др.) Бластопорът се превръща в устата на възрастен организъм. При вторични животни (ихинодерми, брахоподи, хордати) бластопората се превръща в ануса, а устата се появява отново на коремната страна на предния край на тялото.
Gastrul може да се образува, когато клетките пропълзяват от стената на бластулата в ембриона. В този случай се нарича имиграционна гаструла, характеризираща се с липсата на бластоцеле, изместена от имигрантските клетки, и е характерна за много чревни кухини. В редица чревни кухини се наблюдава гастрола на отлагане. Образува се в резултат на разделянето на един слой клетки на две. Епиболичната гаструла се образува в резултат на изпадане на малки ектодермални клетки от по-големи ендодермални клетки, разположени на повърхността на яйца, богати на жълтък.
Зародиши листа
В животинското царство, на етапа на гаструла, развитието на два вида животни - гъби и коленлентерати - спря. Това са двуслойни организми, тоест техните тъкани и клетки се образуват в резултат на диференциацията на два зародишни слоя - първичната ектодерма и първичната ендодерма. При други животни (започващи с плоски червеи), в късните етапи на гаструлация се появява трети зародишен лист, мезодермата. Има различия във видовете отметки на мезодермата. В първичните, между ектодермата и ендодермата се полагат две или повече клетки - телобласти, от които мезодермата се формира чрез по-нататъшни деления. Този метод се нарича телобластичен. При вторичните такива третият зародишен слой е положен ентерокоелално, тоест издатините под формата на джобове са отделени от първичното черво. Кухината на тези торбички след това се превръща в специална кухина на тялото - вторична или цяла.
Животна клетка
Разликите на многоклетъчните представители на царството на Анималия от организмите на други царства (гъби, планини) могат да бъдат проследени вече на клетъчно ниво. Животинските клетки имат следните отличителни черти:
1. Клетката е покрита само с цитоплазмена мембрана (растителната клетка извън мембраната има мембрана от целулоза и гъбични клетки от хитин).
2. В животинската клетка няма централна вакуола (тя е в растителната клетка и се пълни с клетъчен сок).
3. В животинската клетка има центриол, но не и в растителната клетка.
4. Резервното хранително вещество на животинската клетка е гликоген, а растителната клетка е нишесте.
5. Животинска клетка - хетеротроф, в нея липсват пластиди, докато пластидите присъстват в растителна клетка.
Характерно за всички многоклетъчни животни е техният жизнен цикъл с преобладаване на диплоидния стадий. В жизнения цикъл на многоклетъчните хаплоиди са само гамети, безплатни, при сливането на които възниква диплоидна зигота - първата клетка на бъдещия многоклетъчен организъм.