§ 88. Нестатеве розмноження

Множинний поділ дозволяє отримувати з однієї клітини більше нащадків, ніж за умов звичайного бінарного поділу. Чому ця форма нестатевого розмноження не витіснила звичайний поділ у живих організмів?

Способи нестатевого розмноження

Нестатеве розмноження — утворення нового організму з однієї або групи клітин вихідного материнського організму, в ході якого не утворюються статеві клітини і не відбувається статевий процес. У цьому випадку в розмноженні бере участь тільки одна батьківська особина, що передає свою спадкову інформацію дочірнім організмам. Нестатеве розмноження трапляється у різних груп живих організмів і представлено декількома основними типами.

У разі простого поділу клітини утворюються дві дочірні клітини, удвічі дрібніші за материнську. При цьому органели материнської клітини більш-менш рівномірно розподіляються між ними.

Під час множинного поділу спочатку багаторазово ділиться ядро материнської клітини, завдяки чому вона стає багатоядерною, а вже потім ділиться її цитоплазма й утворюється відповідна кількість дочірніх клітин.

Здатність до поділу (фрагментації) у деяких видів тварин дуже значна. Наприклад, багатощетинковий черв додекацерія може розпадатись на окремі сегменти. Кожен з них на передньому кінці починає відновлювати передній кінець тіла, а на задньому — хвостовий. Згодом ці відновлені ділянки відокремлюються від материнського сегмента і перетворюються на самостійні дочірні особини.

У деяких одноклітинних тварин (наприклад, споровиків) формуються спори — утвори, оточені щільною оболонкою. Такого ж типу спори утворюють і деякі бактерії (відмінністю є те, що спори бактерій утворюються всередині клітини). Вони не є формою нестатевого розмноження, оскільки слугують лише для переживання несприятливих періодів і поширення.

Одним з способів нестатевого розмноження є клонування. Клонування — це отримання природним шляхом або штучно кількох генетично ідентичних особин з одного організму.

Для проведення клонування у таких складних організмів, як ссавці, було створено нову технологію. За цією технологією із соматичних клітин організму ссавця виділяють ядро і поміщають у цитоплазму яйцеклітини, ядро якої перед тим вилучають або руйнують. Цитоплазма клітини в цьому випадку стимулює поділи, і клітину, яка почала ділитися, поміщають у матку самки. Після чого вона вже розвивається нормальним для ссавців способом. Першим успішним клонуванням за такою методикою було клонування овечки Доллі 1996 року.

Значення нестатевого розмноження

У деяких груп організмів нестатеве розмноження є єдиним способом розмноження. У видів, здатних до розмноження нестатевим шляхом, можуть розмножуватися особини, які за тих чи інших причин опинилися ізольованими від інших. Нестатеве розмноження є більш енергетично вигідним — організмам не треба витрачати ресурси на формування двох статей, з яких нащадків залишає лише одна.

Види з короткими життєвими циклами завдяки цим формам розмноження за незначний проміжок часу можуть значно збільшувати свою чисельність. Крім того, за нестатевого або вегетативного розмноження нова особина, зазвичай, розвивається швидше, ніж за статевого.

У результаті нестатевого розмноження дочірні особини за набором спадкової інформації здебільшого є точними копіями батьків. Людина використовує цю особливість у розмноженні культурних рослин, підтримуючи з покоління до покоління властивості певних сортів.

Мал. 88.1. Брунькування гідри

Основні типи нестатевого розмноження

Тип нестатевого розмноження

Характеристика типу розмноження

Організми, які використовують цей тип розмноження

З однієї клітини шляхом мітозу утворюються дві або кілька дочірніх клітин, кожна з яких стає новим організмом. Якщо в результаті поділу утворюються дві дочірні особини, то такий поділ є простим, а якщо кілька — то множинним

Одноклітинні організми (бактерії, амеби, інфузорії). Простий поділ відбувається в амеби протея та інфузорії-туфельки, а множинний — у малярійного плазмодія (збудника малярії)

На тілі дорослої особини утворюється випинання — брунька, з якого потім і формується нова особина

Трапляється як в одноклітинних (дріжджі), так і у багатоклітинних (гідра, коралові поліпи) організмів (мал. 88.1)

Розділення тіла багатоклітинного організму на дві або більше частин, кожна з яких утворює нову особину. Як варіант фрагментації можна розглядати невпорядкований поділ, коли організм ділиться на кілька нерівних за розміром частин

Водорості, гриби, лишайники, плоскі й кільчасті черви, голкошкірі

Розмноження відбувається спорами — спеціалізованими клітинами, що утворюються в материнському організмі. Деякі спори мають джгутики, за допомогою яких вони здатні активно пересуватись у вологому середовищі

Водорості, спорові рослини (мохи, хвощі, папороті), гриби

Розмноження з утворенням спеціалізованих багатоклітинних структур

Розмноження відбувається за допомогою спеціалізованих багатоклітинних структур, що утворюються в материнському організмі (гемули, статобласти тощо)

Лишайники, губки, мохуватки

Ключова ідея

У випадку нестатевого розмноження статеві клітини не утворюються і статевий процес не відбувається. Цей спосіб розмноження потребує від організмів менше витрат, ніж статеве розмноження, але дає суттєво менше різноманіття нащадків.

Практична робота

Нестатеве розмноження — брунькування дріжджів

1. Розведіть у теплій воді невеликий шматочок дріжджів. Нанесіть піпеткою 1—2 краплі води з клітинами дріжджів на предметне скло. Накрийте накривним склом і видаліть надлишки рідини фільтрувальним папером.

2. Розгляньте мікропрепарат за допомогою мікроскопа. Серед дріжджових клітин знайдіть ті, що брунькуються. Вони мають на одному з полюсів невеликий горбик — бруньку, що містить ядро. Схематично замалюйте кілька клітин, які брунькуються і не брунькуються.

Запитання та завдання

1. Які переваги й недоліки має нестатеве розмноження порівняно зі статевим? 2. На конкретному прикладі поясніть, як відбувається розмноження шляхом фрагментації. 3. Використовуючи додаткові джерела, складіть список видів тварин, для яких застосовувалася технологія клонування.

Перше успішне клонування: чому стан вівці Доллі став критичним

В результаті наукове диво трапилося і у світі відбулось перше успішне клонування тварини. Дослідникам довелося пережити низку невдалих спроб у цій справі. До теми Всесвітня столиця розваг: Лас-Веґас за кілька десятиліть досяг шаленого успіху

Перші експерименти з клонування

Наразі доведено, що клонувати істот, які розмножуються статево, можна двома способами. • Передусім – це перенесення ядра клітини суб’єкта, якого хочуть дублювати і введення його у яйцеклітину, після нейтралізації в ній існуючого ядра. Так ядро клітини матиме ідентичний генетичний код дубльованого організму. • Інший спосіб – розщеплення ембріонів, тобто штучне формування ідентичних близнюків. Експерименти з клонування тварин ще у другій половині XX століття розпочали проводити першим способом. Спершу їх проводили на жабах і мишах, деякі з них навіть були успішними. Однак для того, щоб довести реальність цього способу, вчені вважали за необхідне клонувати одну зі свійських тварин.

Народження першої клонованої вівці

Так піддослідними науковців стали вівці. Після кількох невдалих спроб ідею вдалося втілити шотландським вченим з Рослінського університету Кіту Кемпбеллу та Яну Вілмуту.
Ян Вілмут з вівцею Доллі / Фото The Roslin Institute 5 липня 1996 року в Шотландії, у місті Мітлодіан, народилася перша клонована овечка Доллі. Впродовж 7 місяців дослідники ретельно приховували цю новину, вочевидь, щоб впевнитися, що з їхнім творінням все гаразд. Так преса сповістила про їхнє неймовірне досягнення лише у лютому 1997 року.

Що відомо про овечку Доллі

Згідно зі свідченнями вчених, Доллі була єдиною овечкою, якій вдалося народитися з 29 існуючих штучно створених ембріонів. Зверніть увагу Вдалося клонувати рідкісну тварину, яку вважали вимерлою: фото, відео Вона була точною генетичною копією вівці-донора клітини. Спершу їй присвоїли ідентифікаційний номер, а своє ім’я овечка отримала лише після того, коли вчені переконалися у її життєздатності. Назвали ж тварину нібито на честь американської співачки кантрі Доллі Партон, яку любив слухати особистий ветеринар овечки.
Доллі була точною генетичною копією вівці-донора / Фото PA Images Проте життя тварини не було надто довгим і тим більше щасливим. Беручи до уваги те, що в середньому такий вид живе до 10 – 12 років, Доллі вдалося прожити лише половину відведеного часу.

Проблеми зі здоров’ям Доллі

У 2002 році у тварини розвинулося і прогресувало захворювання легень, спричинене ретровірусом. Такі хвороби часто з’являються у старих овець, проте вчені впевнені, що цей факт ніяк не свідчив про передчасне старіння Доллі. Окрім того, овечка страждала від артриту, викликаного надмірною вагою. Обидві проблеми могли виникнути у Доллі через її незвичний спосіб життя.
Овечка Доллі страждала від артриту / Фото The Roslin Institute Оскільки тварина перебувала у приміщенні під постійним наглядом вчених, її не часто випускали випасатися з іншими вівцями або принаймні гуляти. Саме цей фактор міг позначитися на фізичному стані Доллі. 14 лютого 2003 року, коли стан овечки став критичний, було прийнято рішення її приспати. Це було дуже непросто, адже за своє коротке життя овечка встигла стати улюбленицею багатьох людей, а також народити 6 ягнят. Після смерті її муміфікували і передали до Единбурзького музею, де на легендарну Доллі можуть подивитися всі охочі.

Наслідки успішного експерименту з клонування

Такий успіх у вивченні генетики підштовхнув вчених продовжити свої досліди, тепер вони поширилися й на інших ссавців. Актуально Курйозний обман: у китайському зоопарку замість лева показували собаку – відео Подальший розвиток цієї сфери вселяв надію, що такий спосіб розмноження зможе запобігти вимиранню видів, а також уможливить створення нових, штучних видів і порід, або ж навіть відродження давно вимерлих. Розголошення новини про успішне клонування водночас спровокувало етичні та релігійні суперечки. Внаслідок цього уряди деяких країн навіть припинили фінансування подібних досліджень або ж і зовсім заборонили їх на законодавчому рівні. Проте ці обмеження не зупинили вчених, тож багато з них продовжили працювати підпільно. Такі дослідження практикують, зокрема, в Китаї, де клонування тварин сягнуло великого прогресу.

Чи проводили в Кореї експерименти над людьми

• корову;
• козла;
• кішку;
• кролика;
• бика;
• оленя;
• тхора;
• і навіть верблюда, а точніше верблюдицю Інджаз.

Клонування верблюдів в ОАЕ

Клонування верблюдиці вдалося провести в Дубайському Центрі репродукції верблюдів. Вона з’явилася на світ 8 квітня 2009 року, а клітини яєчників для її створення було взято із заморожених у рідкому азоті клітин верблюдиці вбитої ще у 2005 році.

Після народження Інджаз її ДНК ідентичність із донором була доведена у лабораторії, що дуже потішило причетних до цієї справи науковців.

Клонування Інджаз провели в Дубайському Центрі репродукції верблюдів / Фото Noori Tribe

Наразі в Об’єднаних Арабських Еміратах доволі популярними і прибутковими є перегони верблюдів. Так у бізнесменів з’явилася можливість клонувати породистих верблюдів, які вже стали чемпіонами у цьому виді спорту.

З того часу клонування цих тварин в ОАЕ вдосконалюють і проводять все частіше.

Прибуткова ланка “дублювання”

Наразі клонування тварин вже не є чимось фантастичним.

У США вчені-генетики зробили такий спосіб розмноження своєрідним бізнесом. Заможні власники тварин готові платити чималі кошти за можливість клонувати свого померлого домашнього улюбленця.

Ще однією прибутковою ланкою у цій сфері є дублювання породистих тварин, які також користуються тут неабиякою популярністю.