Помоги проекту - поделись книгой:
Набор хромосом, заключенный в ядре нормальной соматической (иными словами, не половой, а обычной) клетки тела, генетики называют двойным — диплоидным. У человека диплоидный набор хромосом равен 46. Все они по внешности и величине легко разделяются на идентичные по конфигурации пары (лишь партнеры одной пары — половые хромосомы «X» и «Y» — не похожи друг на друга).
Набор хромосом, в котором из каждой пары присутствует только один партнер, называют гаплоидным или одинарным. Все половые клетки, или гаметы, содержат гаплоидный набор хромосом.
Мейоз, предшествующий образованию спермиев и яйцеклеток, призван наделить гаметы вдвое меньшим, гаплоидным, числом хромосом. А когда гаметы сольются, в зиготе будет уже нормальное, диплоидное число хромосом. Половина от матери, половина от отца.
Понятно теперь, почему все хромосомы в зиготе парные?
Ведь каждой материнской хромосоме соответствует точно такая же по форме, величине и характеру наследственной информации отцовская хромосома. Парные хромосомы называют гомологичными.
Мейоз начинается с того, что однотипные по конфигурации хромосомы объединяются в пары, конъюгируют. Затем каждая из хромосом каждой пары создает из веществ, растворенных в протоплазме, своего двойника. Как и в митозе.
Теперь однотипных хромосом уже не две, а четыре. Четверками, или тетрадами, плотно прижавшись друг к другу, выстраиваются они вдоль экватора клетки. Нити веретена разъединяют четверки снова на пары, растаскивая их к разным полюсам.
Клетка делится пополам, а потом еще, но теперь в другой плоскости, перпендикулярной к первой. На этот раз хромосомы не удваиваются. Выстроившиеся по экватору пары расходятся поодиночке в разные концы клетки.
У каждого полюса их теперь вдвое меньше, чем при митозе или в первой фазе мейоза. Поэтому, когда клетка разрывается пополам, рожденные из нее две новые гаметы получают гаплоидное число хромосом. Так как в первой фазе мейоза из одной клетки рождаются две диплоидные клетки, то в конце второй его фазы мы имеем четыре гаметы. И в каждой, повторяю, гаплоидное число хромосом.
В кишечнике человека нашли приют разные амёбы. Они кормятся здесь преимущественно бактериями, которых тоже полным-полно в нем. Большинство кишечных амёб безвредны. Но есть среди них одна, которая вызывает тяжелую болезнь — амёбную дизентерию. Эти амёбы, поселившись в толстых кишках, способны проникать в их стенки, поедая и разрушая кишечные ткани. Особенно много заглатывают они красных кровяных шариков (эритроцитов), и поэтому протоплазма таких амёб в изобилии наполнена ими. В стенках кишки дизентерийные амёбы без меры размножаются, отчего в кишках образуются язвы. Человека мучают поносы, часто с кровью.
Сами же амёбы, мало заботясь об этом, продолжают жить и размножаться. Многие выходят в полость кишки и здесь превращаются в круглые цисты. Те вместе с экскрементами выводятся наружу, заражая воду и пищу. Очень стойки. Сохраняют жизнеспособность в воде месяцами и не гибнут, если даже нагреть ее до 70 градусов.
Они не всегда вызывают острую дизентерию, а нередко живут себе в нашем кишечнике, так сказать, мирно. Человек, их «носитель», сам не болеет, но «заразен»: распространяет цисты по разным местам своего обитания.
Обследования показали: до 10 процентов людей либо болеют дизентерией, либо здоровы, но носят в себе цисты опасных амёб. В тропиках этот процент еще выше.
В недавнее время установлено, что и простые, свободно живущие амёбы, не паразиты, могут поселиться в теле человека (при питье загрязненной воды или при купании попадают они туда). Проникая в нервную ткань, вызывают воспаление мозга (менингоэнцефалит).
«При изъязвлении стенки кишки вскрываются проходящие в ней сосуды. Вследствие этого кровь изливается в полость кишки, а сами амёбы попадают в кровяное русло, что обеспечивает развитие амёбных метастазов. Наиболее частыми являются метастатические абсцессы печени, вызванные заносом в нее амёб через систему воротной вены… Реже абсцессы могут быть в легких, головном мозге, селезенке, мышцах. Амёб находили иногда в кожных поражениях… в перикарде, в аппендиксе… и других органах… Существенными звеньями профилактики является строгое соблюдение требований личной гигиены и уничтожение механических переносчиков — мух и тараканов» (
Одна из амёб, которые передвигаются то с помощью псевдоподиев, то жгутиков, — неглерия Она часто ползает по дну, как большинство голых амёб, выпуская псевдоподии. Но когда пищи мало или при других условиях, вдруг псевдоподия втягивается, и у нее вырастает пара жгутиков. Вертя жгутиками, словно пропеллером, она теперь не ползает, а плавает много быстрее, чем ползала. Но затем способна снова превратиться в свой обычный «амёбный» образ и передвигаться, выпуская псевдоподии.
Кроме голых амёб (отряд Нуда) есть еще раковинные амёбы (тестацеа). Они все пресноводные, и все прячут тело в раковинках. Форма их разная — грушевидная, округлая, похожая на мешочек или блюдечко. Разный и материал, из которого изготовлены раковинки. Это либо псевдохитин (он и творится в теле самой амёбы), либо песчинки и другие мелкие твердые частички, предварительно проглоченные амёбой, а потом выложенные на эктоплазме в виде раковинки.
У раковинки есть отверстие — устье. Через него амёба выпускает наружу псевдоподии. Те обычно лопастевидные, но бывают и тонкие, похожие на стрелы, а порой и очень длинные нити, стелющиеся по субстрату сложно переплетенной сетью.
Размножаются раковинные амёбы тоже простым делением. Но как быть с раковинкой? Ее ведь не разделишь пополам. Поэтому амёба начинает деление с построения новой (второй) раковинки. Примерно половина ее протоплазмы как бы вываливается из устья и строит на своей поверхности вторую раковинку. Одновременно делится ядро и мигрирует в протоплазму этой раковинки. Какое-то время получившиеся из одной две амёбы еще связаны между собой прослойкой протоплазмы, причем раковинки лежат устьями друг к другу. Затем эта прослойка исчезает, и двойники расходятся в стороны, начиная каждый свою личную жизнь.
Фораминиферы тоже живут в раковинках. Но они у них пронизаны тончайшими отверстиями, или порами. Кроме того, у фораминифер редко бывают однокамерные раковинки, в большинстве многокамерные. Жизнь они начинают, обладая раковинкой всего с одной камерой, потом наращивают, пристраивают к ней все новые и новые «жилые комнаты». Через устье раковинки наружу высовывается комок протоплазмы. Он быстро обрастает раковинкой — теперь у животного она двухкамерная. Затем все новые и новые «пристройки» превращают обиталище простейшего, так сказать, в многокомнатный дом.
Форма раковинок самая разная: и округлая, и спиральная, коническая либо плоская, похожая на кувшин, на гроздь винограда — словом, всевозможная (смотрите на фотографию и дивитесь сами).
Построена раковинка из органического вещества, похожего по составу на рог или хитин. Но немногие фораминиферы ограничиваются только этой органической основой для построения своего жилища. Многие инкрустируют ее песчинками или другими твердыми частицами (предварительно проглоченными!). Раковинки получаются очень тяжелые, и фораминиферы, их обладатели, принуждены жить всегда на дне.
Такие раковинки были в основном у вымерших форм. Большинство ныне живущих фораминифер органическую поверхность раковинки пропитывают солями кремния и кальция. Известковые раковинки составляют основную часть донных отложений морей. Но об этом позднее.
Из устья, а также из пор (у кого они есть) фораминиферы выпускают наружу ризоподии, то есть тоже своего рода псевдоподии, но только очень длинные, нитевидные. Они переплетаются друг с другом, слипаются порой, образуя на дне сложную сеть как бы древесных корней, и часто окутывают своей нитчатой массой всю раковинку животного.
Раковинки некоторых фораминифер совсем не микроскопические, у иных в поперечнике до пяти-шести сантиметров.
«Например, в некоторых районах наших северных морей (море Лаптевых, Восточно-Сибирское море) эти крупные фораминиферы, достигающие 2–3 сантиметров длины, почти сплошным слоем покрывают дно» (
Да, именно в морях обитают фораминиферы (но и в соленых подпочвенных водах, в солоноватых колодцах Средней Азии, местами в солоноватых водоемах Европы). Они живут на дне, но некоторые дополняют собой и планктон — свободно плавают в воде. У этих раковины обросли словно бы длинными иглами. Увеличивая поверхность, они тем самым уменьшают удельный вес животного, а это облегчает парение в воде.
Фораминиферы в море всюду: и в прибрежных водах, и в открытом океане, и на малых глубинах, и на самых больших.
Кормятся они одноклеточными водорослями и животными. Причем так: если пойманная жертва мала и свободно может пройти через устье раковины, то она, когда прилипнет к ризоподию, медленно как бы скользит вдоль по нему по направлению к устью раковины и исчезает в нем. Когда добыча велика, то ризоподии оплетают ее, часть протоплазмы через устье перетекает наружу и поглощает пойманную снедь.
Умножают род свой фораминиферы двумя способами размножения — бесполым и половым. Причем и то и другое чередуется.
Бесполое начинается с удвоения ядер путем простого деления, которое мы наблюдали у амёбы. Оно называется, как нам уже известно, митозом. Процесс этот повторяется многократно, и образуется много ядер — до сотни и больше. Сейчас же ядра окружают комочки протоплазмы и вскоре превращаются в крохотных амёбок, которые через устье выходят в воду. Тут начинают самостоятельную жизнь, обзаведясь сначала однокамерной, потом многокамерной раковинкой. Растут и благоденствуют.
Затем приходит пора полового размножения. Тело фораминиферы тоже распадается на комочки протоплазмы, но их много больше получается, чем при бесполом размножении, — тысячи. И они теперь похожи не на амёб, а на овальные тельца с двумя жгутиками. Каждое снабжено ядром. Однако ядро это получилось не простым делением, митозом, а редукционным — мейозом, в результате которого образовались уже известные нам гаметы. Они, выплывающие из устья фораминиферы, встречаются в открытом море с подобными же гаметами другой фораминиферы. Сливаются воедино (число хромосом в получившейся зиготе удваивается). И комочек протоплазмы, несущий наследственность двух разных особей, вскоре покрывает себя раковинкой, растет, удваивает жилые «комнаты» дома и набирается сил для следующего размножения, теперь уже бесполого. За ним последует половое, и так до бесконечности.
«При огромном количестве корненожек, населяющих моря, раковинки умерших животных, плохо растворяясь в морской воде, скапливаются в таком количестве на дне моря, что 1 грамм мелко просеянного песка содержит в наиболее богатых ими местах до 50 тысяч раковинок» (
За миллионы лет накопились толстые пласты океанических отложений, например, на глубинах от 1 до 4 тысяч метров, раковинки фораминифер глобигерин устилают треть современного дна Мирового океана (более 100 миллионов квадратных километров!).
Вымершие ныне нуммулиты — «крупные (до шести сантиметров в диаметре) монетовидные корненожки» — образовали слои известняка, которые лежат теперь, как континентальная платформа, под песками Сахары (раньше здесь было море). Египетские пирамиды сложены из этого известняка — почти сплошь из спрессованных раковинок нуммулитов.
Но еще и до нуммулитов (их деятельность пришлась на начало кайнозойской эры) раковинки других фораминифер (например, фузулий) в пермскую и в более ранние и поздние эпохи спрессовывались в мощные слои известняков, зеленых песчаников и мела. Если мел растолочь и рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть в белой массе раковинки фораминифер. В одном кубическом сантиметре известняка их до 20 тысяч!
В заключение скажу, что фораминиферы — лучшие индикаторы при поисках полезных ископаемых, особенно нефти. Каждая такая порода имеет свой набор видов корненожек. Поэтому там, где найдена нефть, достаточно исследовать фауну ископаемых фораминифер в пластах залегания нефти, чтобы при пробном бурении в других районах ожидать скрытые запасы нефти, если, разумеется, будут найдены при этом бурении те же виды фораминифер.
Никто из животных не может сравниться с радиоляриями красотой геометрически правильного строения скелета. Он филигранной работы и бывает шарообразным, дисковидным, восьмигранником, двенадцатигранником и даже двадцатигранником — словом, принимает порой форму, кроме радиолярий, «нигде в мире не встречающуюся».
«Глядя на них… так и кажется, что эти кружевные сплетения не часть живых существ, а тончайшие ювелирные изделия, предназначенные украшать наряды морских принцесс. Разнообразие их форм положительно неисчерпаемо; в очертаниях же их скелетов-оболочек соблюдена такая правильность рисунка, точно художественные изделия эти вышли из рук лучших мастеров» (
Скелет (нет его лишь у немногих радиолярий) сложен у представителей трех отрядов (а всего их четыре) из кремнезема (только у акантарий — из сернокислого стронция) и несет до 32 радиальных игл.
Они «своими внутренними концами сталкиваются в центре тела животного. Иглы эти располагаются пятью правильными венчиками, или поясами, в очень строгую геометрическую фигуру по так называемому Мюллеровскому закону» (
Иглы и прочие выросты скелета (как и жировые включения тела) облегчают удельный вес этих животных и тем обеспечивают лучшее «парение» в воде. Ведь радиолярии — исключительно планктонные организмы и обитают только в морях. От поверхности до абиссальных глубин. В тропиках и субтропиках радиолярий исключительно много. С приближением к полярным водам число их резко убывает, так что в северных морях живут лишь считанные виды радиолярий.
Эти крохотные создания, не способные противостоять даже слабому течению, каким-то образом умудряются, однако, то погружаться на глубину, то подниматься в поверхностные воды. У акантарий работает такой, например, механизм, призванный обеспечить вертикальные перемещения одноклеточного в толще океанских вод.
Основания игл скелета окружают у них мышечные волокна — мионемы. Одним концом они прикреплены к игле, а другим — к телу животного. Когда мионема сокращается, то как бы вытягивает на поверхность скелета и на иглы пленку плазмы — объем животного (хотя вес остается прежним) увеличивается, и оно всплывает. Расслабляется мионема — и протоплазма вновь возвращается на свое место в теле животного. Теперь уменьшилась его поверхность, а удельный вес увеличился, и оно опускается на глубину.
Радиолярии — древние животные. Еще в кембрии, 500–600 миллионов лет назад, они обретались в море в достаточном изобилии. Значит, уже тогда, на заре жизни, природой было изобретено нечто подобное нашим мышцам!
Ну, а если извлечь радиолярию из ее великолепного скелета, что мы увидим?
Само тело животного. Округлый комочек протоплазмы, в нем — одно или несколько ядер (у некоторых — их до тысячи и больше). Так вот ядра, вся эндоплазма и часть эктоплазмы (пульсирующих вакуолей у радиолярий нет) окружены особой органической, хитиноидной оболочкой — центральной капсулой. В ней — одно большое, но чаще множество мелких отверстий. Через них топорщатся во все стороны нитевидные псевдоподии. Они выходят наружу и через поры в скелете, нередко переплетаются, слипаются друг с другом. Главное их назначение — добыча пищи.
Дополнительное питание радиолярии доставляют поселяющиеся в ней микроскопические буровато-желтые водоросли (зооксантеллы). Это полезные симбионты. Они снабжают радиолярию кислородом, необходимым ей для дыхания, сами потребляют углекислый газ, получающийся во время этого дыхания, а кроме того, находят безопасное (относительно, конечно!) убежище под защитой ее скелета. Так вот, в случае надобности радиолярия переваривает какую-то часть водорослей и тем пополняет свои пищевые ресурсы.
Размножаются ли радиолярии половым путем? Вопрос еще окончательно не решен.
Зато бесполое размножение наблюдали не раз. У голых радиолярий оно происходит просто: животное делится пополам. Радиолярии, снабженные мощным скелетом, этого сделать не могут. Когда приходит пора размножения, их ядро делится многократно, образуются подвижные, снабженные жгутиками тельца — потомки радиолярии. Их называют бродяжками. Бродяжки выплывают из раковины-скелета и начинают самостоятельную жизнь. Окружают себя центральной капсулой, потом — скелетом. Растут. Первоначальный скелет уже мал им. Тогда вокруг него строят они новую защитную иглистую стену — получаются два скелета: один включен в другой, словно матрешка в матрешку.
Радиолярии и в колонии соединяются. Но далеко не все, а только некоторые бесскелетные виды. Колонию составляет множество окруженных центральной капсулой телец.
Кремнеземный скелет радиолярий долговечен. От минувших эпох до нас дошли толщи залежей ископаемых радиолярий: это так называемая «горная мука», или трепел.
«Трепел применяется в технике для полирования металлических и стеклянных изделий и для изготовления тонкой наждачной бумаги» (
«Скелеты умерших радиолярий опускаются на морской грунт и образуют „радиоляриевый ил“, который на востоке Тихого океана, к северу от экватора, образовал гигантский пояс, протянувшийся с востока к западу на четверть миллиона квадратных километров. Также морские отложения из раннего третичного периода… на Антильских островах Барбадос и Гаити состоят почти исключительно из скелетов радиолярий» (
«На территории Советского Союза радиолярии известны в силурийских и девонских отложениях Урала, в Западной Сибири, на Дальнем Востоке (в пермских отложениях Сихотэ-Алиня). Остров Барбадос (Карибское море)… в основном слагается из трепела — породы, состоящей из скелетов радиолярий. На острове есть гора высотой 360 метров, построенная из трепела. Здесь найдено свыше 200 видов радиолярий, причем скелеты их очень хорошо сохранились» (
А велики ли эти созидатели кремневых гор? От 40 микронов до миллиметра, а у отдельных колоний диаметр несколько сантиметров.
На первый взгляд солнечники похожи на радиолярий, однако почти все без скелета (либо он очень прост: кремневые иглы, там и тут покрывающие тело животного). От круглого комочка протоплазмы во все стороны расходятся псевдоподии, радиально, как лучи от Солнца. Они не ветвятся, не слипаются друг с другом, всегда тонкие и прямые. Эту их «прямизну» поддерживает упругая осевая нить. Лишь когда к псевдоподию прилипнет какое-либо одноклеточное животное, инфузория, например, или жгутиконосец, другие псевдоподии стягиваются пучком вокруг него, держат крепко и постепенно продвигают добычу к эктоплазме. Из той, случается, навстречу выдвигается бугор, нечто вроде короткой ложной ножки амёбы, и добыча исчезает в нем. Из эктоплазмы попадает она в эндоплазму, где и переваривается. (Псевдоподии солнечников содержат, очевидно, какой-то яд. Он и убивает прилипших к ним животных и растений.)
Нередко бывает, что солнечники, соединяясь в «стаю», нападают и на многоклеточных созданий, на коловраток, например, или крошечных ресничных червей. Они плотно окружают свою гигантскую в сравнении с ними добычу и буквально растаскивают ее по частям.
Возможно, что некоторые крупные солнечники (до миллиметра в диаметре) отваживаются и в одиночку атаковать мелких коловраток.
У некоторых солнечников скелет более плотен, чем просто разбросанные по поверхности тела иглы. Вот обычная в наших пресных водах клатрулина элегантная — тело ее «окружено тонким скелетом в форме ажурного шарика». Она замечательна еще и тем, что прикрепляется ко дну тонким стебельком. Так и сидит, не плавает. Другие живут вольно: свободно парят в воде, изредка опускаясь на грунт, и могут «как бы катиться по дну, медленно изгибая аксоподии». (Аксоподиями называют псевдоподии с упругой осью внутри.)
В эндоплазме солнечников — одно или много ядер (до пятисот и более), а в эктоплазме — две пульсирующие вакуоли. Ведь гелиозои в большинстве своем — пресноводные жители. В море обитают немногие. Впрочем, их и вообще-то совсем немного на свете — несколько десятков видов всего.
Знакомясь с амёбой, древнейшим из древних животных, мы убедились, что у нее уже функционировали «органы», напоминающие желудок и сердце: это пищеварительная и пульсирующая вакуоли.
Вторым изобретением по части добычи и переработки пищи был рот. Первую его модель, еще очень примитивную, мы видим тоже у древнейших животных — у жгутиконосцев. Их самый миниатюрный в мире ротик жадно раскрылся малюсенькой дырочкой на крохотном тельце у корней беспокойных жгутиков. Но вначале это была даже и не дырочка, а «воспринимающий» бугорок, кусочек мягкой и липкой протоплазмы. Затем липкий бугорочек словно провалился внутрь, и получился ротик-дырочка, а за ней тоннель: глотка.
Из глотки пища попадает прямо в пищеварительную вакуоль. Непереваренный шлак обмена веществ выбрасывается из тела жгутиконосца где попало, чаще — ближе к заднему концу животного. Значит, порошицы (анального отверстия) у жгутиковых еще нет, хотя общее положение ее уже намечается.
У них не только рот, но и глаз есть! Опять-таки впервые появившийся в эволюционном ряду царства животных! Его называют «глазным пятном» или стигмой. Стигма у некоторых перидиней поистине огромна (конечно, в соизмерениях того мира, о котором идет речь). До 25 микрон в диаметре! Она углублена в виде чаши, в которой лежит линзовидный комочек крахмала. Он прозрачен — это хрусталик первородного глаза.
В класс жгутиконосцев (мастигофора) объединены одноклеточные животные, всю жизнь наделенные только жгутиками (псевдоподиев у них никогда не бывает). Многие ученые различают два класса мастигофор: растительных (фитомастигины) и животных (зоомастигины). Мы же рассмотрим их всех в одном разделе. Они различаются способом питания: у одних он анимальный, то есть животный, у других — голофитный (растительный). Первые поедают мелкие организмы, получая органическое вещество в готовом уже виде. Вторые — созидают его сами с помощью солнечной энергии из неорганических веществ, то есть ведут себя при трапезе как типичные растения. Значит, они зелеными должны быть. Они и есть зеленые (или буроватые). Их протоплазма наполнена зернами, содержащими хлорофилл, — хроматофорами.
И такие есть жгутиконосцы (евглены, например). Они питаются то как растения, то как животные. Все зависит «от погоды»: занимаются фотосинтезом, когда светло, или кормятся, как сапрофиты (в темноте или при обилии в воде разной органики). Снова блеснет солнце — и опять заработает в них хлорофилл.
А сапрофитный — это уже третий способ питания жгутиконосцев. Причем вся поверхность тела впитывает растворенные в окружающей среде органические вещества. Так насыщают себя жгутиконосцы-паразиты или те из них, что поселились в богатой всякой гнилью воде.
Однако вернемся к тому, чему жгутиконосцы обязаны своим названием. Итак, жгутики. Их может быть всего один, чаще два, либо четыре, восемь, а порой и сотни! Тончайшие нитевидные выросты протоплазмы на переднем конце животного. Они крутятся в воде, делая 10–40 и больше оборотов в секунду, «как бы ввинчиваются в воду». Крутится в ритме с ними и сам жгутиконосец. Жгутики, как пропеллеры самолет, увлекают за собой их обладателя, и тот плывет «хвостиками» вперед.
Поделиться книгой: