Бегство от одиночества - Панов Евгений Николаевич. Страница 35

Читатель, вероятно, уже догадался, что инфузории, как и солнечники, не имеют определенного пола. Их с некоторой натяжкой можно было бы назвать гермафродитами, если придерживаться терминологии ученых, именующих подвижное гаплоидное ядро, которое перемещается в тело инфузории-партнера, «мужским пронуклеусом», а ядро, остающееся неподвижным, — «женским пронуклеусом». В этом смысле первое ядро подобно спермию разнополых животных, а второе — яйцеклетке. Эта аналогия удивительным образом подтверждается у тех видов инфузорий, у которых при конъюгации партнеры не «срастаются» боками, а лишь удерживают друг друга переплетающимися ресничками, окружающими их ротовые воронки, У этих инфузорий конъюгирующие индивиды обмениваются подвижными гаплоидными ядрами (мужскими пронуклеусами) не через цитоплазматическую перемычку, а через ротовые отверстия. При этом каждое такое ядро вынуждено, покинув тело своего первоначального хозяина, проплыть некоторое расстояние в воде; только после этого оно внедряется в цитоплазму второго партнера. Способности мужского пронуклеуса выбирать свой путь наподобие самостоятельного живого существа соответствует и его строение: утолщенная «головка» переходит в удлиненный подвижный «хвостик», сообщающий пронуклеусу повышенную подвижность. В этом отношении такой мужской пронуклеус в высшей степени сходен со сперматозоидами высших двуполых животных (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Три стадии конъюгации инфузорий циклопостиум. В верхней позиции видны делящиеся ядра-микронуклеусы. Ниже — обмен через ротовые отверстия образовавшимися при этом мигрирующими ядрами, имеющими вид спермия.

Если взять инфузорий, принадлежащих к какому-либо определенному виду, они оказываются весьма разборчивы при поисках партнера по конъюгации. Поместим в сосуд с водой множество инфузорий одного вида, взятых случайным образом из разных мест их обитания. Каждый индивид, готовый к половому процессу, будет отдавать предпочтение лишь особям своей разновидности («вариетета», как говорят биологи), да и то не всем, а лишь тем, которые принадлежат к иному, чем он сам, «типу спаривания». У разных видов инфузорий в пределах вариетета существует от 2 до 15 подобных типов спаривания. При этом инфузория, относящаяся к типу спаривания А, способна конъюгировать с особями всех прочих типов (В, С, О, Е и т. д.), но только не с инфузориями того же типа А. Когда мы помещаем вместе инфузорий двух совместимых типов спаривания, все они мгновенно устремляются навстречу друг другу, образуя подчас плотный комок, состоящий из десятков крошечных полупрозрачных тел. И лишь затем из этой сплошной массы начинают выплывать парочки конъюгирующих инфузорий.

Выбирая партнера, инфузория руководствуется особым, очень тонким химическим чувством. При отсутствии подходящей компании она пытается конъюгировать с мертвой особью искомого типа спаривания, но наотрез откажется вступить в связь с индивидом, принадлежащим к типу спаривания, который не соответствует ее предпочтениям. Все это позволило кое-кому из ученых считать, что разные типы спаривания представляют собой нечто вроде разных полов. Если встать на эту точку зрения, то у некоторых видов инфузории существует до 11–15 полов. Впрочем, большинство знатоков инфузорий не согласны с подобным заключением. Они считают, что многообразие типов спаривания у инфузорий не имеет прямой связи с явлением пола.

Бактерии тоже обмениваются генетической информацией

Как я уже говорил в главе 2, инфузории, будучи всего лишь «простейшими» одноклеточными организмами, оказываются тем не менее сравнительно высокоразвитыми созданиями. В эстафете жизни они намного опередили многих обитателей нашей планеты, особенно тех, которые относятся к царству прокариот. Речь идет о бактериях, простота строения которых позволяет отнести время их появления на Земле к самым первым этапам становления жизни. И вот оказывается, что даже эти примитивнейшие существа вынуждены подчас искать общества себе подобных, чтобы совместно осуществить нечто подобное описанному выше половому процессу. Такого рода взаимоотношения между бактериями, внешне весьма похожие на конъюгацию у инфузорий, были названы учеными парасексуальностью (что означает нечто подобное явлениям пола).

Сближаясь вплотную, две бактерии соединяют свои одноклеточные тела коротким мостиком из цитоплазмы. Находившаяся до этого замкнутой в кольцо хромосома одной из бактерий разрывается таким образом, что у нее появляются два свободных конца. Один из них направляется в сторону цитоплазматического мостика, одновременно воссоздавая рядом с собой свое точное подобие. Затем этот свободный конец хромосомы проникает в тело другой бактерии, оставляя взамен себя на прежнем месте своего двойника-преемника. В отличие от того, что мы видели у инфузорий, у которых при конъюгации происходит взаимообмен ядрами между членами парочки, у бактерий одна особь отдает принадлежащую ей генетическую информацию другой особи, не получая ничего взамен. Первую бактерию называют особью-донором, вторую — реципиентом. По окончании конъюгации донор обычно не меняет своих генетических свойств, тогда как реципиент отныне соединяет в себе признаки генетической конституции обоих партнеров. В дальнейшем, когда реципиент начнет «размножаться» при помощи простого деления надвое, этот новый набор генов окажется свойственным всем его многочисленным потомкам.

После всего сказанного так и хочется назвать бактерию-донора мужской особью, а реципиента — женской. Но, увы, в действительности все не так просто. Способность донора вступать в конъюгацию с другой бактерией обусловлена присутствием у него особой генетической структуры, именуемой Р-фактором. Это относительно небольшой фрагмент ДНК, который может быть включен в кольцевую хромосому бактерии либо находится вне ее, в цитоплазме клетки донора. Имея в своем распоряжении этот Р-фактор, его обладатель способен выпускать из своего тела длинные цитоплазматические нити, которыми он как бы ощупывает окружающее пространство в поисках подходящего партнера по конъюгации. Им, как правило, оказывается бактерия, лишенная Р-фактора, которую мы склонны считать «женской особью». Однако как только эта последняя получит в результате конъюгации Р-фактор от своего активного партнера-донора, она сразу же сама приобретает способность стать донором, то есть уподобляется теперь уже «мужской особи». Таким образом, все больше бактерий вовлекается в эстафету обмена генетической информацией, которая с течением времени может привести к распространению среди бактерий данного вида новых для них свойств, в том числе и неблагоприятных для тех животных или растений, в организме которых живут эти бактерии. И за все это отвечает «половой» (или, точнее, парасексуальный) Р-фактор, который при конъюгации заставляет хромосому одной бактерии со всей содержащейся в этой хромосоме наследственной информацией внедряться в организм другой бактерии, обладающей своей собственной генетической конституцией.

Гаметы-индивиды ищут друг друга

Конъюгирующие парочки бактерий либо инфузорий представляют собой, по существу, чуть ли не самые простые социальные группировки в мире живого, своего рода элементарные добровольные коллективы, возникающие «по обоюдному согласию» их членов. Срастаясь на короткое время крошечными тельцами, участники взаимодействия передают друг другу свои генетические программы, так что к моменту расставания либо один из них, либо оба становятся уже не теми, кем были ранее. Возникающие при этом новые комбинации генов затем многократно тиражируются практически без изменений, по мере того как прошедшие горнило конъюгации индивиды и их потомки размножаются простым делением. И так до начала очередного краткого свидания, вновь изменяющего генетическую конституцию бесполых, по существу, либо «гермафродитных» особей.

Хотя конъюгация обладает важнейшим свойством полового размножения — именно способствует соединению воедино генов двух взаимодействующих индивидов, — размножением ее никак не назовешь, ибо по окончании конъюгации мы имеем тех же двух особей (хотя и изменившихся генетически), что и в ее преддверии. Если так, то можно задать следующий вопрос: удастся ли нам обнаружить в мире одноклеточных созданий нечто такое, что хотя бы отдаленно напоминало столь привычную для нас картину: два существа, объединяя свои усилия, дают начало новому поколению организмов. Оказывается, да, с той лишь оговоркой, что хорошо знакомая нам ситуация «родители плюс потомки» уступает здесь место иному, несколько неожиданному соотношению «потомки вместо родителей». Последнее станет понятнее, если представить себе, что родителями ребенка считаются не мужчина и женщина, а принадлежащие каждому из них половые клетки, именно спермин и яйцеклетка.