Роль полов в эволюционном процессе

 

Роль полов в эволюционном процессе неодинакова. Са­мым важным показателем процветания или вымирания вида является количество потомков, которое оставляет после себя данное поколение. Если потомков больше, чем особей данного поколения, ареал вида расширяется — вид процветает; если потомков меньше, ареал вида сокращается, что может в ко­нечном итоге привести к его вымиранию. Исходя из этой точ­ки зрения можно предположить, что наиболее выгодным яв­ляется гермафродитизм. В этом случае потомство получается в результате перекрестного оплодотворения или самооплодо­творения. В случае раздельнополости потомство оставляют только самки, т. е. половина особей популяции. Однако боль­шинство животных (особенно высокоорганизованных) раз­дельнополы. Почему же это выгодно для вида?

Представим себе такую ситуацию. В разных частях земно­го шара осталось три популяции редких животных (например, зубров) по 50 особей в каждой. В силу случайных обстоя­тельств в первой популяции было 49 самок и 1 самец, во вто­рой — 25 самок и 25 самцов и в третьей — 1 самка и 49 самцов. Воспроизведение себе подобного (как и всякое производство) характеризуется тремя основными показателями: количест­вом, качеством и разнообразием продукции (в нашем случае потомков). Через год при условии, что каждая самка дает од­ного потомка, в первой популяции будет 49 потомков, во вто­рой — 25, а в третьей — 1. Сразу можно сделать вывод, что сам­ки отвечают за количество потомков.

Качество потомков в первой популяции будет зависеть от качества единственного самца. Большого разнообразия не бу­дет, так как у всех потомков один отец. Во второй популяции за обладание самками будут бороться 25 самцов. Победят и оставят потомство более приспособленные. Здесь можно ожидать большего разнообразия потомков (25 х 25 = 625 воз­можных вариантов скрещивания). В третьей популяции 49 самцов будут бороться за обладание единственной самкой. Следовательно, потомок будет самый качественный, правда, в ущерб разнообразию. Теперь можно сделать и второй вывод: самцы отвечают за качество и разнообразие потомства.

Переведя все вышесказанное на язык генетики, можно от­метить, что самки олицетворяют наследственность, а самцы — изменчивость. Большинство новых признаков появляется сначала у самцов (мутации у мужчин возникают в два раза ча­ще, чем у женщин), а если они поддерживаются отбором, то спустя несколько поколений проявляются и у самок. На осно­вании приведенных рассуждений можно предсказать ход эво­люции у некоторых видов. Так, в популяциях человека муж­чины имеют в среднем больший рост, чем женщины, и отме­чается тенденция к увеличению роста людей (одна из причин акселерации). У пауков — наоборот, самцы меньше "самок и имеется тенденция к уменьшению размеров их тела.

Для того чтобы популяция постоянно реагировала на изме­нения факторов внешней среды, необходимо, чтобы часть ее особей соприкасалась с фронтом неблагоприят­ного действия этих фак­торов; в противном случае изменившиеся факторы внешней среды застанут популяцию врасплох и она может погибнуть. Та­кими индикаторами в первую очередь являются самцы. Если это изобра­зить графически, то по­лучится, что кривая рас­пределения самок нахо­дится как бы "под колпа­ком" кривой распределе­ния самцов (рис. 6.5).

 

 

Рис. 6.5. Распределение особей муж­ского и женского пола

по чувствитель­ности к факторам внешней среды

 

Таким образом, самцы первыми сталкиваются с неблаго­приятными воздействиями внешней среды и погибают. Ги­бель самцов, как показано ранее, не приводит к изменению основного показателя воспроизведения себе подобных — ко­личества потомков, оставляемых данным поколением, — и, следовательно, менее опасна для сохранения вида в целом, чем потеря самок. Большая элиминация самцов из популяции в силу обратной связи вызывает большее их воспроизведение. Следовательно, за постоянное получение информации об из­менениях факторов внешней среды популяция "платит дань" жизнью самцов.

 

ОСНОВЫ ОНТОГЕНЕТИКИ

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от опло­дотворения яйцеклетки и до смерти.

Онтогенез подразделяется на следующие периоды: предэмбриональный (предзиготный), эмбриональный (прена-тальный) и постэмбриональный (постнатальный) (рис. 7.1).

 

Рис. 7.1. Типы онтогенеза

 

Предэмбриональный (предзиготный) период (прогенез) — это период образования и созревания половых клеток. Он весьма важен, так как от содержания в половых клетках нормальных, и мутантных генов и их комбинации при оплодотворении во многом зависит качество будущих потомков.

Эмбриональный (пренатальный) период начинается с мо­мента оплодотворения и заканчивается рождением или выходом из яйца. После оплодотворения зигота начинает дробить­ся, бластомеры постепенно выстраиваются по периферии, об­разуя однослойный зародыш — бластулу. Затем образуется двухслойный зародыш — гаструла, имеющая эктодерму и энтодерму, первичный рот — бластопор и полость — гастроцель. На следующем этапе закладывается третий слой клеток — ме­зодерма. Далее из этих пластов клеток образуются ткани и ор­ганы, т. е. идет гисто- и органогенез.

В эмбриональном развитии человека выделяют следующие периоды:

1)герминативный, или начальный, — 1-я неделя после оплодотворения; зародыш развивается за счет пита­тельных веществ яйцеклетки, идет дробление зиготы;

2)зачатковый, или эмбриональный (зародыш называется эмбрионом), — 2-3-я недели после оплодотворе­ния; питание за счет трофобласта; образуются зародышевые листки и закладываются осевые органы;

3)предплодный (зародыш называется эмбрионом) — с 4-й по 8-ю неделю; питание через плаценту; идет органогенез;

4) плодный (зародыш называется плодом) — с 9-й неде­ли до рождения; плод питается через плаценту, растет, у него развиваются органы и системы органов.

Особенности постэмбрионального периода онтогенеза рассмотрены в § 7.5.