<< Главная страница

Преимущества полового размножения и чередование гаплоидного и диплоидного поколений у растений.

При бесполом размножении наследственные особенности в ряду поколений передаются без изменений. Генотип потомков в этом случае может изменяться лишь за счет случайных мутаций. Изменчивость таких организмов обычно незначительна.

Преимущество полового размножения по сравнению с бесполым заключается в том, что в диплоидной зиготе объединяются гаплоидные наборы хромосом разных клонов организмов, а, кроме того, при последующем образовании гамет происходит обмен гомологичными участками хромосом между гомологичными хромосомами исходных гаплоидных наборов (кроссинговер). Таким образом, особи, возникшие при половом размножении, имеют новые, различающиеся между собой генотипы. При этом достигается перекомбинация наследственных свойств родителей, что увеличивает изменчивость и дает более богатый материал для естественного отбора. Приспособительные возможности и скорость эволюции организмов, размножающихся половым путем, оказывается, таким образом, существенно выше.

Важно отметить, что диплоидия, по сравнению с гаплоидией, позволяет накапливать больше наследственной информации и гораздо тоньше регулировать ее проявление в ходе развития организма. По-видимому, именно это обстоятельство обеспечило все большее и большее доминирование спорофита в эволюции растительного мира.

У большинства растений и грибов гаметофит, называемый иногда половым поколением, закономерно сменяется спорофитом, или бесполым поколением, который затем вновь сменяется гаметофитом. Гаметофит и спорофит могут быть одинаковы как морфологически, так и по продолжительности жизни (изоморфное чередование поколений) или резко различны (гетероморфное чередование).

В самом общем виде эволюцию взаимоотношений гаметофита и спорофита можно представить следующим образом. Наиболее примитивные организмы - прокариоты, у которых отсутствует половой процесс, никогда не образуют диплоидных особей. Лишь появление полового процесса у организмов приводит к образованию спорофита, который на начальных стадиях эволюции, например у многих водорослей и грибов, представлен диплоидной зиготой, которая затем делится мейотически с образованием гаплоидных клеток, дающих начало новому поколению гаметофита. Это пример крайне гетероморфного чередования поколений с доминированием гаметофита. В дальнейшем зигота приобретает способность все большее и большее время развиваться путем митотических делений, формируя все более и более сложный диплоидный спорофит, который рано или поздно формирует (путем мейоза) гаплоидные споры, из которых развивается следующее поколение гаметофита. На определенной стадии этого направления эволюции гаметофит и спорофит постепенно становятся изоморфными (внешне почти одинаковыми), что, к примеру, довольно часто встречается у многих водорослей. У высокоорганизованных водорослей, например у ламинарии, дальнейший процесс

148

Рис. 75 Схема изменений соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в эволюции растений: 1 - водоросли, 2 - мхи, 3 - папоротники, 4 - голосеменные, 5 - покрытосеменные (цветковые)
Рис. 75 Схема изменений соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в эволюции растений: 1 - водоросли, 2 - мхи, 3 - папоротники, 4 - голосеменные, 5 - покрытосеменные (цветковые)

прогрессивного развития спорофита приводит к его резко выраженному доминированию. Но особенно характерно подавление гаметофита у высших растений. Только у мхов спорофит, поселяющийся на гаметофите, уступает ему по вегетативной массе. У плаунов же, хвощей и папоротникообразных спорофит уже отчетливо преобладает над гамето-фитом, а у голосеменных и цветковых гаметофит редуцирован до нескольких и даже до одной-единственной клетки. Это пример также крайне гетероморфного чередования поколений, но уже с резким доминированием спорофита. В очень упрощенном виде изменение соотношения спорофита и гаметофита в эволюции растений показано на рисунке 75.

Мейоз, приводящий к редукции числа хромосом (от 2 n до n), у диплоидного организма происходит на определенной стадии его специфического жизненного цикла. При этом мейотическое деление, происходящее в зиготе, приводит к зиготической редукции, мейоз, ведущий к образованию гаплоидных спор, называют спорической редукцией. Для большинства животных, а также для диатомовых и некоторых других водорослей характерна гаметическая редукция, когда мейоз предшествует образованию гамет. Наконец, относительно редко, у некоторых водорослей, отмечается соматическая редукция. При этом в результате мейоза отдельных клеток диплоидного таллома на нем развиваются участки гаплоидной ткани, образующие затем гаметы.

У относительно примитивных организмов циклы развития и их

149

смена характеризуются большой пластичностью и в значительной степени определяются внешними условиями. Так, например, у многих водорослей образование половых органов происходит лишь при понижении температуры. У организмов же, стоящих на верхних ступенях эволюции,- высокоорганизованных грибов, водорослей и высших растений - циклы жизненного развития и их смена закономерно и строго упорядочены.

150


На главную
Комментарии
Войти
Регистрация
Status: 408 Request Timeout