Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

Жизнь на нашей планете чрезвычайно сложное и разнообразное, характеризуется дискретностью: оно представлено отдельными живыми организмами которые составляют организменный уровень организации. Непременным условием является их способность к идентичному самовоспроизведению, редупликации наследственного материала, структурных изменений. Организменный уровень организации живого - это не только отдельные одноклеточные или многоклеточные организмы, но и вся их совокупность. Между отдельными компонентами такого уровня возникают различные формы связей: морфологические, физиологические и генетические, нервные и гуморальные. Однако организм выступает как единство структуры и функции.

Организм как живая система характеризуется единством целого и частей, всесторонне изучает современная медицинская наука.

Весомый вклад в изучение організмового уровня организации сделали Ч. Дарвин, И. П. Павлов, О. М Севернов, И.И. Шмальгаузсн и др.

1.3.1. Размножение

Размножение - присущее всем живым существам свойство воспроизведения себе подобных, - новое поколение особей того же вида, - благодаря чему обеспечиваются непрерывность и преемственность жизни. Это одна из основных свойств живых организмов.

В результате размножения особи родительского поколения передают дочерним определенную наследственную информацию. В одних случаях такая информация передается почти точно, и особи дочернего поколения является генетической копией родителей (неполовое и вегетативное размножение, партеногенез). В других - потомки известной мере отличаются от родительских форм частью наследственной информации, что обусловливает изменчивость вида (половое размножения).

Мейоз - процесс деления ядра клетки с образованием четырех дочерних ядер, каждое из которых содержит вдвое меньше хромосом, чем исходное ядро. Это разделение имеет также название редукционного: число хромосом в клетке уменьшается с диплоидного (2п) до гаплоидного (п).

Значение мейоза заключается в том, что он обеспечивает сохранение в ряду поколений постоянное число хромосом у видов с половым размножением.

Мейоз происходит только при образовании гамет у растений и животных, а также спор у растений, которым присуще чередование поколений. В результате мейоза образуются гаплоидные ядра, при слиянии которых во время оплодотворения восстанавливается диплоидные число хромосом.

1.3.1.1. Размножение - универсальная свойство живого

Неполовое размножение. Много видов растений и животных (вирусы, бактерии, водоросли, грибы, простейшие, губки, кишковопорожнинні и др.) могут размножаться с помощью одной (моноцитогенне) или группы (поліцитогенне) неполовых клеток. формы моноцитогенного размножения: 1) деление клетки надвое; 2) множественный разделение (шизогония); 3) спорообразование; 4) почкование. Формы поліцитогенного размножение: 1) упорядоченное разделение; 2) неупорядоченное деление (фрагментация); 3) поліембріонія; 4) почкование; 5) образования почек, корневых клубней, луковиц (у растений) и т.д.

В случае деления клетки надвое образуются две дочерние клетки, но вдвое меньшие материнскую.

Они питаются, растут и начинают размножаться, когда достигают размеров материнской. Материнская клетка может делиться в любой плоскости (например, в амебы-протея) или только в определенной (в евглены зеленой или инфузории-туфельки). При этом органеллы более-менее равномерно распределяются между дочерними клетками. Если же определенная органела присутствует в материнской клетке в единственном числе, то она попадает к одной из дочерних особей, а в другой формируется заново (например, длинный жгутик у евглены зеленой). Если клетка делится на большую и маленькую дочерние, то такое разделение называется почкованием (например, дрожжи).

При множественном делении сначала испытывает многократного деления ядро материнской клетки, которая становится многоядерной, а уже затем делится цитоплазма и образуется много одноядерных дочерних клеток. Такая форма нестатевого размножения свойственна, например, паразитові крови человека - малярийной плазмодия.

Спорообразование (рис. 1.77) известно в многих эукариот (грибы, водоросли, мхи, папоротники, плауны, хвощи). У растений и грибов споры образуются внутри специализированных органов - спорангиев. Споры растений и грибов, в отличие от спор бактерий, служат не только для переживания неблагоприятного периода и распространение, но и для размножения. Спороутворенню у грибов и растений часто предшествует половой процесс: из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), которая делится путем мейоза образуется спорангій.

Рис. 1.77. Спорообразование. Папоротник (Polyp odiophyta).

У некоторых водорослей и грибов споры могут образовываться в результате митоза. Споры со жгутиками (зооспоры) способны активно передвигаться, а споры, которые их не имеют, распространяются водой, ветром и различными организмами. Продолжительность жизни зооспор незначительная (до нескольких часов), а неподвижные споры, покрытые плотной оболочкой, могут сохранять жизнеспособность значительно более длительный период, иногда - на протяжении десятков лет.

В некоторых паразитических простейших (например, споровиків) споры - это одноклеточные или многоклеточные образования, окруженные плотной оболочкой, которые не являются формой размножения, а служат для переживания неблагоприятного периода и заражения хозяев. Во время созревания содержание таких спор несколько раз делится и образует много клеток под общей оболочкой.

Поліцитогенне - это размножение отделенными от материнского организма багатоклітинними частями (рис. 1.78), или вегетативными органами (рис. 1.79).

Рис. 1.78. Образование корневых клубней (1). Картофель.

Рис. 1.79. Размножение вегетативными органами (!). Земляника.

У многоклеточных водорослей, грибов и лишайников поліцитогенне размножение может происходить в виде фрагментации - с помощью обособления определенных участков тела (например, в зеленых нитчатых водорослей, плесневых грибов, лишайников) или за счет специализированных образований (у лишайников).

В случае неупорядоченного разделения количество и размеры частей, на которые распадается организм, непостоянны. Этот тип разделения распространен среди беспозвоночных животных (губки, кишковопорожнинні, плоские и кольчатые черви, иглокожие).

По упорядоченного разделения его плоскость, количество и размеры фрагментов (новых организмов) более-менее стали (морские звезды, некоторые медузы, полипы кишечнополостных и т.д.).

Другим распространенным способом поліцитогенного размножения животных является почкование. Вследствие этого процесса от материнского организма отделяются одна или несколько многоклеточных "почек", из которых впоследствии развиваются дочерние особи (полипы кишечнополостных, некоторые кольчатые черви). Если "почки" остаются связанными с материнским организмом в течение жизни, возникает колония (например, коралловые полипы).

Поліембріонія - это процесс развития нескольких зародышей из одной оплодотворенной яйцеклетки (рис. 1.80). Она довольно распространена среди различных групп животных (у ресничных и кольчатых червей, иногда - в членистоногих, рыб, птиц, млекопитающих). В частности, в человека благодаря поліембріонії рождаются монозиготні близнецы. По статистике, двое монозиготних близнецов у человека случаются раз на 80 родов, трое - раз на 6500, четверо - раз на 510000 родов. При этом у женщин старшего возраста вероятность рождения монозиготних близнецов увеличивается (в 40-вещь - них женщин она втрое выше, чем у 20-летних). Поліембріонію как постоянное явление наблюдают у некоторых насекомых, например, ездоков, и у нескольких видов млекопитающих с ряда броневиков. Она известна и в цветочных растений, когда в одной семени развивается несколько зародышей (тюльпаны, лилии, кувшинки, земляники и т.п.).

Рис. 1.80. Поліембріонія. Монозиготні близнецы.

Половое размножение. Половое размножение свойственно как одноклеточным, так и багатоклітинним растениям и животным. Половой процесс - это сочетание в одной клетке генетического материала различных особей. Он осуществляется в формах конъюгации или копуляції.

Конъюгация - это общее название нескольких форм полового процесса, известных у бактерий, водорослей, некоторых грибов простейших (инфузорий). Во время конъюгации бактерий при условии временного контакта клетки обмениваются фрагментами своих молекул ДНК через цитоплазматический мостик.

В конъюгация инфузорий - это половой процесс, во время которого происходит обмен генетическим материалом: одно из гаплоїдних ядер каждой клетки (мігруюче или мужское) по цитоплазматичному мостике переходит в другую клетку и там сливается с другим ядром гаплоїдним (стационарным, или женским). После этого в в результате нескольких делений каждой из этих клеток нормальный ядерный набор восстанавливается (венегативне и генеративне ядра). Биологическое значение конъюгации заключается в обмене генетическим материалом между особями, что способствует комбінативній изменчивости (наследственная изменчивость повышается благодаря образованию новых комбинаций хромосом).

Копуляция - это слияние двух половых клеток (гамет). Когда сливаются две одинаковые по строению станігтеві клетки. Этот процесс называется ізогамією (некоторые водоросли, простейшие и т.д.). Чаще случается слияние мужской и женской гамет, которые отличаются по форме, размерам и особенностями строения (анізогамія). Если женская половая клетка (яйцеклетка) большая, неподвижная, а мужская (сперматозоид, спермий) значительно мельче, то такая форма анізогамії имеет название оогамії (многоклеточные животные, высшие растения, некоторые грибы) (рис. 1.81).

Рис. 1.81. Копуляция. Оогамія