Нос папин, ужи мамины, глаза бабушки Милы… И все-таки любые черты ребенка – чуть-чуть измененные копии родителей, встречается лишь очень близкая схожесть. Почему так происходит?
Механизм изменчивости заложен природой еще на ранних этапах эволюции, так что потомки даже самого простого организма от него отличаются. Точнее так: в природе существует бесполое размножение – простое деление клеток, при котором клетка-потомок получает идентичную копию наследственной информации родителя. По сути, такие клетки являются клонами друг друга, а в нашем организме бесполо размножаются все вегетативные клетки – клетки печени, нейроны, жировые клетки итд. К бесполому размножению относится, например, вегетативное размножение растений – когда мы сажаем в землю фрагмент уже взрослого растение, а такое магическое «возобновление жизни» происходит за счет «стволовых» клеток растения. Но еще существует половое размножение – это размножение при помощи гамет. Так вот, при образовании этих гамет (половых клеток) и происходят те запрограммированные и не только изменения в наследственной информации, которые приводят к изменчивости потомства.
Один организм может размножаться двумя путями: например, многие одноклеточные прибегают к половому размножению только в благоприятствующих условиях.
Половое размножение – это не только слияние гамет мужчины и женщины, как у нас. Представьте себе, существуют организмы, у которых самки вообще не нуждаются в самцах для воспроизведения, и это армянские ящерицы. Их популяция состоит только из самок, производящих на свет новых самок, а самцов вообще не обнаружено.
Такой вид полового размножения называется партеногенез, а половое оно потому, что в нем все равно участвуют гаметы – яйцеклетки ящериц. Эх, вот если бы женщины-самки человека, тоже научились бы размножаться партеногенетически! В мире, наверное, прекратились бы войны, и воцарились бы Красота и Любовь😊
В чем же заключается этот механизм изменчивости при созревании половых клеток?
Смотрите: во всех клетках нашего организма находится двойной (диплоидный) набор хромосом – 23 от мамы и 23 от папы (у ящериц оба от мамы). Хромосомы из двух наборов родителей попарно гомологичны: в первой «маминой» хромосоме содержится та же информация, что и в первой «папиной» хромосоме, только половые хромосомы Х и У существенно отличаются. Так вот, предшественники половых клеток тоже диплоидны, как и все остальные клетки нашего тела, а при их созревании набор хромосом редуцируется, и в зрелую яйцеклетку или сперматозоид попадает только 23 хромосомы. Какая хромосома – «от папы» или «от мамы» достанется «зрелой яйцеклетке» - вопрос комбинаторики, но важно, чтобы набор зрелой яйцеклетки содержал все качественно одинаковые хромосомы – первую, вторую итд. Со сперматозоидом аналогично, поэтому получается, что при оплодотворении рандомная часть генетической информации достается чаду от дедушек («пап» яйцеклеток и сперматозоидов»), часть – от бабушек. В это хаотичности и заключается изменчивость.
Кроме того, при созревании гамет происходит такой процесс как кроссинговер – хромосомы «от папы» и «от мамы» обмениваются гомологичными участками, кодирующими одни и те же гены, только по-разному. Грубо говоря, в пятой хромосоме человека, например, содержится информация о цвете глаз. Такую хромосомную локацию, напомню, цвет глаз имеет у всех людей – и у меня, и у Вас, и у Ким Крадашьян. Так вот, при созревании гамет в зрелую яйцеклетку могут попасть как коричневые глаза отца хозяйки яйцеклетки, так и голубые глаза мамы хозяйки яйцеклетки именно за счет того, что хромосомы обменились этими самыми участками.
Вот так все в природе запутанно, и именно за счет подобного жонглирования на разных этапах становления организмов возникают все новые и новые сочетания, появляется то разнообразие живого мира, которое мы видим в природе.
«Бог не играет в кости», с этим мудро-научным высказыванием Альберта Эйнштейна мы не можем не согласиться. Только жизнь – это особая функция, в бесконечности имеющая поведение динамического хаоса: любое, даже малейшее отклонение от начальной траектории дает принципиально другую картину, мириады иных сочетаний событий и исходов. Поэтому предсказать развитие жизни практически невозможно.
Подпишись на наш канал, чтобы понимать, что к чему
