Созревание половых клеток. Значение процессов созревания

Так как сохранение видового количества хромосом у особи зависит от митоза, оно удерживается из поколения в поколение при помощи процесса созревания и оплодотворения. Следует повторить, что делениями созревания мы именуем два последних деления при сперматогенезе или овогенезе. При этих делениях количество хромосом в гаметах уменьшается вдвое. Когда при оплодотворении мужские и женские гаметы, несущие каждая половину нормального количества хромосом, соединяются друг с другом, у особи нового поколения восстанавливается количество хромосом, характерное для данного вида.

Цитологи тщательно изучили механизм делений созревания у многих форм. Отбросив детали и не останавливаясь на особенностях этого механизма у различных животных, можно сказать, что редукция до половинного числа хромосом осуществляется клеточным делением, при котором хромосомы не расщепляются во время метафазы, как при соматическом митозе, а вместо этого перераспределяются. При перераспределении одна половина из них целиком переходит в одну дочернюю клетку, а другая половина хромосом — в другую.

При созревании, перед обособлением хромосомных пар, наблюдается особый подготовительный процесс — синапсис, происходящий только в профазе деления созревания, но не при обычном митозе.

Если мы посмотрим на веретено обычной клетки в состоянии митоза, то мы сможем определить членов хромосомных пар по их размерам и форме, хотя они разбросаны случайным образом. Во время профазы митоза отдельные хромосомы располагаются по экватору веретенабез какого-либо определенного порядка. Наоборот, во время продолжительной профазы первого деления созревания члены пар располагаются рядом друг с другом и остаются так в течение некоторого времени. Такое обособление пар хромосом называется синапсисом.

Хромосомные пары, находящиеся в тесной связи между собой, постепенно передвигаются к экватору веретена. У большинства хорошо изученных видов, включая человека, эти синаптические пары хромосом при первом делении созревания образуют особую счетверенную структуру, получившую название «тетрада». Наличие таких тетрад объясняется лишь тем, что расщепление самих хромосом, как и при обычном митозе, хорошо заметно еще до начала перемещения дочерних хромосом к полюсам веретена. Таким образом, тетрада — это синаптическая пара хромосом, в которой каждый член пары уже обнаруживает расщепление, имеющее место на соответствующей стадии любого митоза.

Процесс редукции характеризуется тем, что в то время как при обычном митозе каждая отдельная хромосома расщепляется и движется к полюсу веретена, два члена синаптической пары хромосом целиком отделяются друг от друга и перемещаются к каждому полюсу веретена.

Поэтому после редукционного деления каждая дочерняя клетка получает одного из членов каждой пары хромосом, присутствующей в соматических клетках данного вида, или половину их видового количества.

Цитологи назвали половинное содержание хромосом гаплоидным, в противоположность диплоидному или полному видовому их количеству. Обычно это уменьшение количества хромосом происходит при первом делении созревания. При втором делении созревания, которое следует за первым без возвращения хромосом к покоящейся фазе, хромосомы каждой дочерней клетки лишь заканчивают деление, которое уже началось, когда они вступили в синапсис.

Так как здесь нет дальнейшего уменьшения количества хромосом, а имеет место только расщепление, наблюдаемое при обычном митозе, то такое деление в противоположность редукционному называется эквационным.

Поведение хромосом во время редукции свидетельствует о том, что клетки, образующиеся при редукционном делении, должны обладать различными наследственными потенциями, так как они содержат различные хромосомы, а не их половинки, как при обычном митозе. На 48 хромосомах человека было вычислено, что при редукционном делении возможно около 17 млн. различных комбинаций.

Это не исключает того, что во время синапсиса может происходить обмен генами — процесс, называемый генетиками «кроссииговером», который еще больше увеличивает число возможных сочетаний генов. Какие наследственные возможности уходят в полярные, тельца и отбрасываются женской гаметой и что остается в созревшей яйцеклетке — это дело случая. Какие потенции попадают именно в тот один из миллионов сперматозоидов, который оплодотворяет яйцеклетку, — это точно так же дело случая.

Таким путем создается достаточная устойчивость, обеспечивающая непрерывность и в то же время разнообразие в сохранении прогресса, ибо потомство будет по большей части походить на предков, успешно живших в преобладающих условиях прошлого, но будет проявлять достаточное разнообразие между различными его особями, чтобы обеспечить успешное существование в любых условиях, возможных в будущем».

Источник: http://meduniver.com