Уровни организации живого (стр. 5 из 9)
Подобно делению соматических клеток —митозу, и мейоз I, и мейоз II состоят из четырёх основных стадий – профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Вступающая в мейоз клетка диплоидна, а каждая хромосома содержит удвоенное количество ДНК.
В первом мейотическом делении особенно сложна и длительна профаза I (у человека она занимает 22,5 сут). Ее условно делят на пять стадий:
- лептотена – характеризуется увеличением ядра и началом спирализации хромосом,
- зиготена - в процессе этой стадии происходит коньюгация (сближение) гомологичных хромосом , имеющих одинаковую форму и размер, одна получена от матери, другая от отца. Центромера одной точно прилегает к центромере другой хромосомы.
- пахитена – конъюгирующие хромосомы тесно прилегают друг к другу, образуя биваленты. Каждый бивалент состоит из четверки хроматид, число бивалентов становится равным гаплоидному набору хромосом. В процессе дальнейшей спирализации возможен обмен идентичными участками гомологичных хромосом – кроссинговер.
- диплотена – под действием сил отталкивания хромосомы начинают отходить друг от друга, оставаясь соединенными в хиазмах( местах перекреста, где происходит кроссинговер), они спирализуются и укорачиваются.
- диакинез – продолжается спирализация и отталкивание, ядрышко и ядерная оболочка растворяются, центриоли клеточного ядра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
В метафазе I мейоза завершается формирование веретена деления. Его нити прикрепляются к центромерам хромосом, объединенных в биваленты, таким образом, что от каждой центромеры идет лишь одна нить к одному из полюсов веретена. В результате нити, связанные с центромерами гомологичных хромосом, направляясь к разным полюсам, устанавливают бивалентны в плоскости экватора веретена деления.
В анафазе I мейоза ослабляются связи между гомологичными хромосомами в бивалентах и они отходят друг от друга, направляясь к разным полюсам веретена деления. При этом к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид.
В телофазе I мейоза у полюсов веретена собирается одинарный, гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК.Формула генетического материала образующихся дочерних клеток соответствует п2с.
Особенностью мейоза в овогенезе является наличие специальной стадии — диктиотены, отсутствующей в сперматогенезе. На этой стадии, достигаемой у человека еще в эмбриогенезе, хромосомы, приняв особую морфологическую форму «ламповых щеток», прекращают какие-либо дальнейшие структурные изменения на многие годы. По достижении женским организмом репродуктивного возраста под влиянием лютеинизирующего гормона гипофиза, как правило, один овоцит ежемесячно возобновляет мейоз.
После мейоза I обычно сразу или после короткой интерфазы, во время которой удвоение хромосом не происходит, следует мейоз II.
Профаза II — происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления.
Метафаза II — унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.
Анафаза II — униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам.
Телофаза II — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.
Это деление аналогично митозу с той разницей, что делятся гаплоидные клетки. В анафазе II сестринские хроматиды разделяются и, став хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом и количество ДНК приходят в соответствие, и мейоз II завершается образованием четырёх гаплоидных гамет, каждая из которых несёт уникальный генетический материал.
Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т.е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т.е. в обеспечении генотипической изменчивости.
Мейоз имеет несколько принципиальных различий по сравнению с митозом.
При мейозе из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных, при митозе – две аналогичных диплоидных.
В процессе мейоза происходит конъюгация с образованием бивалентов и кроссинговер, дающий возможность перекомбинации наследственного материала, при митозе этого нет – дочерние клетки точно копируют материнскую ( исключения – мутации).
Мейоз имеет место во время во время овогенеза и сперматогенеза в половых клетках, митоз же обеспечивает клеточный механизм процессов роста, регенерации, бесполого размножения организма.
6.Формы биологических связей в природе. Симбиоз, его виды. Паразитизм как биологический феномен. Примеры.
Ничто в природе не существует само по себе. Все живое прямо или косвенно взаимодействует между собой. Эта взаимосвязь определяет основные условия жизни в сообществе, предоставляя возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства.
Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. По направленности действия на организм все воздействия подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные. В структуре экосистемы преобладают взаимоотношения, при которых один из видов извлекает пользу, а другому наносит вред.
Позитивные отношения, при которых совместная жизнь организмов приносит обоюдную пользу, называются симбиозом. Есть несколько форм симбиоза:
Кооперация – при этой форме совместное существование выгодно для обоих.
Примером является симбиоз раков-отшельников с актиниями или губками. Во всех морях встречаются актинии, поселяющиеся на раковинах моллюсков, в которых живет рак-отшельник. При передвижении рак таскает с собой раковину с сидящей на ней актинией, благодаря чему последняя получает возможность менять место и находить все новые, богатые пищей места и свежую, насыщенную кислородом воду. Кроме того, актиния питается остатками пищи рака. С другой стороны, рак-отшельник находится под защитой актинии, щупальца которой вооружены стрекательными клетками. Наличие у актиний такого мощного стрекательного аппарата отпугивает от нее и ее симбионта даже таких опасных хищников, как каракатицы. Активной стороной в этом симбиозе обычно бывает рак, который с помощью своих клешней отрывает партнера от субстрата и пересаживает на свою раковину.
Мутуализм - форма симбиоза, выгодная для обоих симбионтов, при котором ни одна из сторон не может существовать без другой.
Типичным примером мутуализма является сожительство некоторых жгутиковых и термитов. Термит, потребляя древесную пищу, не может сам переваривать древесину. Живущие же в его кишечнике жгутиковые питаются этой древесиной, причем продукты ее разложения усваиваются вторым симбионтом.
Общеизвестен пример симбиоза водорослей с грибами, приводящего к возникновению особых органических форм - лишайников, в которых грибы получают от водорослей, содержащих хлорофилл, органическую пищу, снабжая их в свою очередь водой и растворенными в ней минеральными веществами. Примером мутуалистических взаимоотношений является сожительство человека с микрофлорой его кишечника, основным компонентом которой являются разнообразные штаммы бактерий кишечной палочки Escherichiacoli.
Комменсализм - симбиотические взаимоотношения между двумя видами, когда один вид питается за счет другого, не нанося ему никакого ущерба.Рыбы-лоцманы, следующие за акулами, черепахами, дельфинами, кормятся остатками пищи этих животных, а также их экскрементами и паразитами. Такие отношения между видами называют нахлебничеством (один из вариантов комменсализма). Другая форма комменсализма получила название квартиранства: в полости голотурии "морского огурца" находят убежище разнообразные мелкие виды животных. На деревьях поселяются водоросли, лишайники, мхи, орхидеи - они питаются за счет фотосинтеза и отмирающих тканей хозяина, но не их соками. Еще один вид комменсализма - сотрапезничество – подразумевает потребление разных веществ из одного и того же ресурса. Например, сапрофиты, перерабатывающие разные органические вещества из перегнивших растительных остатков.
Нейтральные взаимоотношения - форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. Они не связаны друг с другом непосредственно, но одинаково зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, практически не контактируют друг с другом. Однако угнетение леса длительной засухой либо оголение его при массовом размножении вредителей сказывается на каждом из этих видов, хотя и в неодинаковой степени.
К антибиотическим (отрицательным) отношениям можно отнести следующие формы отношений: конкуренцию, паразитизм, хищничество, аменсализм.
Если популяции являются антагонистами в борьбе за пищу, место обитания и другие необходимые для жизни факторы, то их отношения называют конкуренцией.
При аменсализме страдает один вид, а другой развивается нормально: например, плесневый гриб Penicillium выделяет пенициллин - вещество, подавляющее рост различных бактерий, но бактерии не оказывают влияния на плесневый гриб. При клинических испытаниях пенициллина было выявлено, что при его применении увеличилось число грибковых заболеваний, поскольку в естественных условиях развитие грибов сдерживается присутствием бактерий.