Глава 4. Размножение организмов.............................. 1 § 18. Деление клеток. Митоз....................................... 2 § 19. Способы размножения организмов................... 5 § 20. Мейоз.................................................................... 8 § 21. Оплодотворение................................................. 10 Глава 5. Индивидуальное развитие организмов.....  11 § 22. Эмбриональное развитие.................................  12 § 23. Постэмбриональное развитие....................  15-17   Глава 4.

РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ Наш повседневный опыт печально свидетельствует о том, что все живое подвержено смерти[1] . Существа болеют, старятся и наконец умирают. У многих жизнь еще более короткая – их съедают хищники. Чтобы жизнь на Земле не прекратилась, все существа наделены универсальным свойством – способностью к размножению. При всем разнообразии живых организмов, населяющих планету, при всех различиях в строении и образе жизни, спо­собы их размножения в природе сводятся к двум формам: бес­полой и половой.

Некоторые растения сочетают эти две фор­мы, размножаясь клубнями, черенками или отводками (бес­полое размножение) и одновременно – семенами (половое). В случае бесполого размножения потомство развивается из клеток исходного организма. При половом размножении раз­витие нового существа начинается с единственной клетки, образовавшейся от слияния двух родительских – мужской и женской.

Сущность размножения состоит в сохранении не только жизни в целом, но и каждого отдельного вида животных и растений, в организации преемственности между потомством и родительскими существами. Молекулярную основу процес­сов размножения всех организмов составляет способность ДНК к самоудвоению. В результате генетический материал воспроизводится в строении и функционировании дочерних организмов.   § 18. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. МИТОЗ.   Жизненный цикл клетки.

Процесс деления и интерфаза тесно взаимосвязаны, их совокупность составляет жизненный цикл клетки. Его продолжительность в клетках растений и животных составляет в среднем 10-20 часов. В химически активной среде пищевого тракта клетки эпи­телия кишечника быстро изнашиваются и потому непрерывно делятся – дважды в сутки, клетки роговицы глаза присту­пают к делению один раз в трое суток, а клетки эпителия колеи – раз в месяц.

На процесс деления клетка тратит в среднем от 1 до 3 часов в зависимости от внешних условий (освещения, температуры и пр.). В печени животных находятся так называемые покоящи­еся клетки, которые делятся только в кризисных ситуациях. Например, при удалении части печени эти клетки начинают интенсивно размножаться, быстро восполняя число, необхо­димое для нормальной жизнедеятельности органа.

Некоторые высокоспециализированные клетки (нейроны, часть лейкоцитов) у взрослых существ никогда не делятся. Их клеточный цикл заканчивается апоптозом (<греч. аро от + ptosis падение) – запрограммированной гибелью. В некоторых случаях апоптозу подвергаются и другие клетки организма. Происходит это следующим образом. Сначала клетка получает определен­ный химический сигнал на осуществление самоуничтожения.

Затем в ее комплексе Гольджи и лизосомах активируются фер­менты, разрушающие (лизирующие) основные компоненты ци­топлазмы и ядра. После этого клетка распадается на мембран­ные пузырьки, которые поглощаются клетками-фагоцитами, пе­рерабатывающими посторонние компоненты. Воспалительного процесса при апоптозе не возникает. Посредством апоптоза головастики утрачивают свой хвост, а у личинок насекомых в ходе их превращения во взрослый организм исчезают лишние ткани.

Пальцы человеческого эмбриона соединены тканевыми перепонками. В процессе эмбриогенеза перепонки запрограммированно уничтожаются. Апоптоз помогает организму избавляться от клеток, в которых накопились генетические повреждения, а также от больных и состарившихся клеток. Многие вирусы, проникая в клетку, прежде всего стараются нарушить ее механизм апоптоза, чтобы не быть уничтоженными вместе с больной Клеткой.

При нарушении апоптоза развиваются такие тяжелые за­болевания как системная красная волчанка, болезнь Паркинсона, прогрессируют вирусные инфекции. Апоптоз может быть спровоцирован внешними факторами: химическим воздействием или облучением. На этом основано действие некоторых препаратов и специальных излучателей, вызывающих апоптоз раковых клеток.

Спровоцированный апоп­тоз иногда приводит к опасным последствиям. Так, продол­жительное нарушение кровообращения сердечной мышцы при­водит к разрушению лишь небольшой части ее клеток, но их гибель вызывает апоптоз многих соседних клеток и как след­ствие – обширный инфаркт миокарда. Кроме апоптоза есть и другие механизмы, ограничивающие жизнедеятельность клеток.

Так, в результате каждого акта деления концевые участки ДНК хромосом укорачиваются. Когда потеря генетического материала становится критической, клетка перестает делиться. Некоторые группы клеток много­клеточных существ, как и одноклеточные организмы, обладают способностью давать неограниченное количество поколений. Это так называемые стволовые клетки.

У человека стволовыми яв­ляются клетки красного костного мозга, из которых форми­руются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. В стволовых клетках, как и в одноклеточных организмах, синтезируется особый фермент, удлиняющий концевые участки ДНК, – теломераза. Инфузории, в отличие от амеб и бактерий, не могут де­литься бесконечно долго. После определенного, достаточно большого количества делений у них наблюдаются признаки ста­рения (дегенерации).

Тогда две состарившиеся инфузории «слипаются» и конъюгируют — обмениваются частью ядерных ДНК, т.е. генетической информацией. После конъюгации у каждой инфузории восстанавливается жизнеспособность: повы­шается интенсивность обмена веществ, увеличивается темп делений и т.д. Деление клеток составляет основу процессов размножения и развития организмов. Деление происходит в два этапа.