Генетика на пальцах - читать онлайн книгу. Автор: Андрей Шляхов cтр.№ 26

Да, есть! Энергетическое обеспечение половой системы обходится организму довольно дорого. Не так дорого, как обеспечение суперпрожорливого головного мозга, но все же дорого. А живые организмы, если кто не в курсе, крайне рачительны, если не сказать – прижимисты. Энергию они берегут как зеницу ока. А как же иначе? Ведь на поиски пищи, дающей энергию, тратится очень много времени и сил. Любой организм «запрограммирован» эволюцией на максимальное энергосбережение. Наличие двух половых систем с энергетической точки зрения крайне невыгодно. Предпочтительнее обойтись одной и снизить энергозатраты вдвое. А «освободившуюся» энергию можно потратить на развитие иммунной системы, щита, защищающего нас от чужеродных агентов-вредителей.

Определение половой принадлежности у разных организмов может происходить на разных стадиях жизненного цикла. У человека, а также у млекопитающих, птиц, рыб и вообще у большинства животных определение пола происходит в момент слияния женских и мужских половых клеток и бывает обусловлено комбинацией половых хромосом. Если в человеческую яйцеклетку проник сперматозоид с Y-хромосомой, то родится мальчик, если с Х-хромосомой – девочка. Отец всегда передает свою Х-хромосому дочери, а Y-хромосому – сыну. Мать передает сыну или дочери одну и ту же Х-хромосому. В процессе внутриутробного развития и на протяжении последующей жизни пол человека и большинства животных естественным путем измениться не может.

Но бывают случаи, когда пол определяется, точнее, предопределяется еще в процессе созревания яйцеклеток (только яйцеклеток, а не сперматозоидов!). Такое определение пола можно наблюдать у коловраток, а также у некоторых представителей биологического типа кольчатых червей. Механизм предопределения интересен и до конца пока еще не изучен. В процессе оогенеза цитоплазма в яйцеклетках распределяется неравномерно. Обратите внимание на то, что речь идет не об образовании нефункциональных полярных телец, являющихся «мусорными ведрами» для излишних хромосом, а о полностью функциональных яйцеклетках, существенно отличающихся друг от друга по размерам. Из крупных яйцеклеток после оплодотворения развиваются исключительно самки, а из мелких только самцы.

У морских беспозвоночных рода бонеллии (класс Многощетинковые черви) наблюдается уникальный тип определения пола, которое происходит на ранней стадии индивидуального развития особи. Самцы бонеллий весьма малы, длина их тела составляет от 1 до 3 миллиметров. Они ведут паразитарный образ жизни, причем паразитируют на самках, которые вырастают до 15 сантиметров в длину (вы только оцените эту разницу!). В строении тела самцов и самок тоже есть определенные различия. Можно сказать, что самцы бонеллий в своем развитии недалеко ушли от личинок. Таким образом, получается, что если в своем развитии особь «застывает» близко к личинке, она становится самцом. Если же растет дальше – вырастает в самку.

Самец и самка морского червя Bonellia viridis

Сравните визуально буквы X и Y. Они различаются по форме – у Х есть лишнее плечо. X– и Y-хромосомы различаются не только по форме, но и по величине. А следовательно, и по генному составу. У человека Х-хромосома относится к разряду средних хромосом, а Y-хромосома – к малым. Человеческая Y-хромосома содержит всего-навсего около трех десятков генов! А в Х-хромосоме их примерно с тысячу! Впечатляющая разница, не так ли?

Наследование признаков, определяемых генами, находящимися в Х– и Y-хромосомах, называют сцепленным с полом наследованием. У человека сцепленно с полом наследуются такие наследственные аномалии, как гемофилия и дальтонизм, которые проявляются в фенотипе только у мужчин. Женщина в подавляющем большинстве случаев не может страдать гемофилией или дальтонизмом, она может быть только носительницей соответствующего гена. Почему так происходит, будет объяснено ниже.

Сцепленное с полом наследование имеет большое значение для животноводства, в частности для птицеводства. Пол «суточных», то есть только что вылупившихся из яйца цыплят, визуально определить невозможно. Однако производственные интересы требуют сделать это как можно раньше, поскольку от пола зависит рацион цыплят. Петушков интенсивно откармливают на убой, чтобы они быстрее набирали вес, а курочек, которым предстоит нести яйца, кормят более скромно, сугубо в рамках физиологических потребностей.

Пол цыплят определяют по окраске пера, зная генетические «расклады» родителей. Окраска пера у кур является сцепленным с полом признаком.

Схожим образом, по окраске, определяют пол при разведении тутового шелкопряда, мужские коконы которого дают на 30 % больше шелковой нити, чем женские.

Половые признаки подразделяются на первичные и вторичные. Первичные признаки или различия в строении внешних и внутренних половых органов непосредственно зависят от комбинации половых хромосом. Первичные половые признаки имеются уже при рождении, и именно они определяют пол человека.

К первичным мужским половым признакам относятся:

– яички с придатками;

– семенные пузырьки;

– предстательная железа;

– половой член с мошонкой.

Первичные женские половые признаки:

– наружные женские половые органы (вульва);

– влагалище;

– матка;

– фаллопиевы трубы;

– яичники.

Вторичные признаки называются так, потому что они являются результатом функционирования первичных половых признаков – половых желез.

Ко вторичным мужским половым признакам относятся:

– понижение и огрубление голоса;

– рост волос на лице и теле по мужскому типу;

– увеличение размеров полового члена и яичек до генетически заданного максимума;

– пигментация мошонки и сосков;

– формирование мужского типа лица и скелета.

Вторичные женские половые признаки:

– развитые молочные железы;

– рост волос на теле по женскому типу;

– менструация;

– пигментация половых губ и сосков;

– формирование женского типа лица и скелета, более высокий процент содержания жира в организме.

Х– и Y-хромосомы различаются по форме и размерам, но, тем не менее, они имеют общие, то есть схожие, или, как выражаются по-научному, гомологичные участки.

Схема гомологичных (1) и негомологичных (2 и 3) участков Х– (слева) и Y-хромосом (справа)

Посмотрите на рисунок и оцените, какая часть в каждой из хромосом является гомологичной, а какая нет.

В гомологичных участках половых хромосом находятся гены, определяющие признаки, которые одинаково наследуются и у мужчин, и у женщин.