загрузка...
Loading...
Check Google Page Rank

МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ

Розділ 1

БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

 

1.3. Онтогенетичний рівень організації життя

 

Життя на нашій планеті надзвичайно складне і різноманітне, характеризується дискретністю: воно представлено окремими живими організмами які складають організмовий рівень організації. Неодмінною умовою є їх здатність до ідентичного самовідтворення, редуплікації спадкового матеріалу, структурних змін. Організмовий рівень організації живого - це не тільки окремі одноклітинні чи багатоклітинні організми, але і вся їх сукупність. Між окремими компонентами такого рівня виникають різні форми зв'язків: морфологічні, фізіологічні і генетичні, нервові і гуморальні. Проте організм виступає як єдність структури і функції.

Організм як жива система характеризується єдністю цілого і частин, що всебічно вивчає сучасна медична наука.

Вагомий внесок у вивчення організмового рівня організації зробили Ч. Дарвін, І. П. Павлов, О. М Севернов, І.І. Шмальгаузсн та ін.

 

1.3.1. Розмноження

 

Розмноження - притаманна всім живим істотам властивість відтворення собі подібних, - нове і покоління особин того ж виду, - завдяки чому забезпечуються неперервність і спадковість життя. Це одна з основних властивостей живих організмів.

У результаті розмноження особини батьківського покоління передають дочірнім певну спадкову інформацію. В одних випадках така інформація передається майже точно, й особини дочірнього покоління є генетичною копією батьків (нестатеве та вегетативне розмноження, партеногенез). В інших - нащадки певною мірою відрізняються від батьківських форм частиною спадкової інформації, що зумовлює мінливість виду (статеве розмноження).

Мейоз - процес поділу ядра клітини з утворенням чотирьох дочірніх ядер, кожне з яких містить вдвічі менше хромосом, ніж вихідне ядро. Цей поділ має також назву редукційного: число хромосом у клітині зменшується з диплоїдного (2п) до гаплоїдного (п).

Значення мейозу полягає в тому, що він забезпечує збереження в ряду поколінь постійне число хромосом у видів з статевим розмноженням.

Мейоз відбувається тільки при утворенні гамет у рослин та тварин, а також спор у рослин, яким притаманне чергування поколінь. У результаті мейозу утворюються гаплоїдні ядра, при злитті яких під час запліднення відновлюється диплоїдне число хромосом.

 

1.3.1.1. Розмноження - універсальна властивість живого

 

Нестатеве розмноження. Багато видів рослин тварин (віруси, бактерії, водорості, гриби, найпростіші, губки, кишковопорожнинні та ін.) можуть розмножуватися за допомогою однієї (моноцитогенне) або групи (поліцитогенне) нестатевих клітин. форми моноцитогенного розмноження: 1) поділ клітини надвоє; 2) множинний поділ (шизогонія); 3) спороутворення; 4) брунькування. Форми поліцитогенного розмноження: 1) впорядкований поділ; 2) невпорядкований поділ (фрагментація); 3) поліембріонія; 4) брунькування; 5) утворення бруньок, кореневих бульб, цибулин (у рослин) тощо.

У разі поділу клітини надвоє утворюються дві дочірні клітини, але вдвічі менші за материнську.

Вони живляться, ростуть і починають розмножуватися, коли досягають розмірів материнської. Материнська клітина може ділитися у будь-якій площині (наприклад, в амеби-протея) або лише в певній (в евглени зеленої або інфузорії-туфельки). При цьому органели більш-менш рівномірно розподіляються між дочірніми клітинами. Якщо ж певна органела присутня в материнській клітині в однині, то вона потрапляє до однієї з дочірніх особин, а в іншої формується заново (наприклад, довгий джгутик у евглени зеленої). Якщо клітина ділиться на велику і маленьку дочірні, то такий поділ називається брунькуванням (наприклад, дріжджі).

При множинному поділі спочатку зазнає багаторазового поділу ядро материнської клітини, яка стає багатоядерною, а вже потім ділиться цитоплазма й утворюється багато одноядерних дочірніх клітин. Така форма нестатевого розмноження властива, наприклад, паразитові крові людини - малярійному плазмодію.

Спороутворення (рис. 1.77) відомо в багатьох еукаріотів (гриби, водорості, мохи, папороті, плауни, хвощі). У рослин і грибів спори утворюються всередині спеціалізованих органів - спорангіїв. Спори рослин і грибів, на відміну від спор бактерій, слугують не тільки для переживання несприятливого періоду та розповсюдження, але й для розмноження. Спороутворенню у грибів і рослин часто передує статевий процес: із заплідненої яйцеклітини (зиготи), яка ділиться шляхом мейозу, утворюється спорангій.

 

 

Рис. 1.77. Спороутворення. Папороть (Polyp odiophyta).

 

У деяких водоростей і грибів спори можуть утворюватись у результаті мітозу. Спори з джгутиками (зооспори) здатні активно пересуватись, а спори, які їх не мають, поширюються водою, вітром та різними організмами. Тривалість життя зооспор незначна (до декількох годин), а нерухомі спори, вкриті щільною оболонкою, можуть зберігати життєздатність значно триваліший період, іноді - упродовж десятків років.

У деяких паразитичних найпростіших (наприклад, споровиків) спори - це одноклітинні або багатоклітинні утвори, оточені щільною оболонкою, які не є формою розмноження, а слугують для переживання несприятливого періоду та зараження хазяїв. Під час дозрівання вміст таких спор кілька разів ділиться й утворює багато клітин під загальною оболонкою.

Поліцитогенне - це розмноження відокремленими від материнського організму багатоклітинними частинами (рис. 1.78), або вегетативними органами (рис. 1.79).

 

Рис. 1.78. Утворення кореневих бульб (1). Картопля.

 

 

Рис. 1.79. Розмноження вегетативними органами (!). Суниця.

 

У багатоклітинних водоростей, грибів і лишайників поліцитогенне розмноження може відбуватись у вигляді фрагментації - за допомогою відокремлення певних ділянок тіла (наприклад, у зелених нитчастих водоростей, цвілевих грибів, лишайників) чи за рахунок спеціалізованих утворів (у лишайників).

У разі невпорядкованого поділу кількість і розміри частин, на які розпадається організм, непостійні. Цей тип поділу поширений серед безхребетних тварин (губки, кишковопорожнинні, плоскі та кільчасті черви, голкошкірі).

За впорядкованого поділу його площина, кількість і розміри фрагментів (нових організмів) більш-менш сталі (морські зірки, деякі медузи, поліпи кишковопорожнинних тощо).

Іншим поширеним способом поліцитогенного розмноження тварин є брунькування. Внаслідок цього процесу від материнського організму відокремлюються одна чи кілька багатоклітинних "бруньок", з яких згодом розвиваються дочірні особини (поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви). Якщо "бруньки" залишаються зв'язаними з материнським організмом упродовж життя, виникає колонія (наприклад, коралові поліпи).

Поліембріонія - це процес розвитку кількох зародків із однієї заплідненої яйцеклітини (рис. 1.80). Вона досить поширена серед різних груп тварин (у війчастих та кільчастих червів, інколи - у членистоногих, риб, птахів, ссавців). Зокрема, в людини завдяки поліембріонії народжуються монозиготні близнюки. За статистикою, двоє монозиготних близнюків у людини трапляються раз на 80 пологів, троє - раз на 6500, четверо - раз на 510000 пологів. При цьому у жінок старшого віку ймовірність народження монозиготних близнюків збільшується (у 40-річ- них жінок вона втричі вища, ніж у 20-річних). Поліембріонію як постійне явище спостерігають у деяких комах, наприклад, їздців, та в кількох видів ссавців з ряду панцирників. Вона відома й у квіткових рослин, коли в одній насінині розвивається кілька зародків (тюльпани, лілеї, латаття, суниці тощо).

 

 

Рис. 1.80. Поліембріонія. Монозиготні близнюки.

 

Статеве розмноження. Статеве розмноження властиве як одноклітинним, так і багатоклітинним рослинам і тваринам. Статевий процес - це поєднання в одній клітині генетичного матеріалу різних особин. Він здійснюється у формах кон'югації або копуляції.

Кон'югація - це загальна назва кількох форм статевого процесу, відомих у бактерій, водоростей, грибів деяких найпростіших (інфузорій). Під час кон'югації бактерій за умови тимчасового контакту клітини обмінюються фрагментами своїх молекул ДНК через цитоплазматичний місток.

У інфузорій кон'югація - це статевий процес, під час якого відбувається обмін генетичним матеріалом: одне з гаплоїдних ядер кожної клітини (мігруюче або чоловіче) по цитоплазматичному містку переходить в іншу клітину і там зливається з іншим гаплоїдним ядром (стаціонарним, або жіночим). Після цього о в результаті кількох поділів кожної з цих клітин нормальний ядерний набір відновлюється (венегативне та генеративне ядра). Біологічне значення кон'югації полягає в обміні спадковим матеріалом між особинами, що сприяє комбінативній мінливості (спадкова мінливість підвищується завдяки утворенню нових комбінацій хромосом).

Копуляція - це злиття двох статевих клітин (гамет). Коли зливаються дві однакові за будовою станігтеві клітини. Цей процес називається ізогамією (деякі водорості, найпростіші тощо). Частіше трапляється злиття чоловічої та жіночої гамет, які відрізняються за формою, розмірами та особливостями будови (анізогамія). Якщо жіноча статева клітина (яйцеклітина) велика, нерухома, а чоловіча (сперматозоїд, спермій) значно дрібніша, то така форма анізогамії має назву оогамії (багатоклітинні тварини, вищі рослини, деякі гриби) (рис. 1.81).

 

 

Рис. 1.81. Копуляція. Оогамія






загрузка...





загрузка...