БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

21. РАЗМНОЖЕНИЕ

21.1. Бесполое размножение

21.1.4. Царство животных

Бесполое размножение происходит только у относительно низко организованных животных. Представители стрекающих (Cnidaria) способны к почкованию, т. е. к развитию новой особи из выроста на теле родительской особи, как это было описано выше для дрожжей (разд. 21.1.2). Примером животного, способного к почкованию, служит гидра (рис. 2.48, А и Ж).

Еще одна форма бесполого размножения у животных носит название фрагментация. При этом происходит разделение особи на две или более частей, каждая из которых, вырастая, дает начало новому организму. У животных, способных размножаться таким путем, должна быть хорошо развита способность к регенерации. У ленточных червей тело легко разрывается на небольшие фрагменты, после чего каждый такой фрагмент регенерирует, образуя новую особь. К регенерации способны и морские звезды, если у них случайно обломится кусочек луча.

Клонирование животных

Клонированием называют создание многочисленных генетических копий одного индивидуума с помощью бесполого размножения. Процесс этот может происходить естественным путем, однако были также разработаны методы, позволяющие проводить его искусственно. Первое успешное клонирование позвоночных животных было произведено д-ром Гёрдоном в конце шестидесятых годов XX в. в Оксфордском университете.

У позвоночных этот процесс естественным путем не происходит; однако пересадив ядро, взятое из клетки кишечника или кожи лягушки, в яйцеклетку, собственное ядро которой было разрушено ультрафиолетом, Гёрдону удалось вырастить головастика, превратившегося затем в лягушку, идентичную той родительской особи, от которой было взято ядро (рис. 21.10).

Рис. 21.10. Клон шпорцевых лягушек (Xenopus laevis), полученных путем трансплантации ядер. А. От скрещивания двух мутантных лягушек-альбиносов был получен зародыш (донор). Его клетки были диссоциированы и выделенные из них ядра пересажены в неоплодотворенные яйца самки дикого типа (реципиента), ядра которых разрушали УФ-облучением. Б. Группа из 30 лягушек, полученных е результате 54 таких пересадок; все они — самки-альбиносы.

Подобного рода эксперименты доказали, что дифференцированные (специализированные) клетки содержат всю информацию, необходимую для развития целого организма, т. е. что эти клетки тотипотентны. Кроме того, такие эксперименты позволили предположить, что сходные методы можно будет использовать для клонирования позвоночных, стоящих на более высоких ступенях развития. Исследования, проведенные в Шотландии в 1996 г., привели к успешному клонированию овцы (Долли) из клетки материнского вымени.

Клонирование человеческого зародыша было проведено в США в 1993 г., однако клоны удалось довести до стадии всего нескольких клеток, т. е. показать, что в принципе это возможно. (В Великобритании клонирование человека было запрещено по этическим причинам.) Однако применительно к другим видам животных клонирование представляется перспективным. Можно, например, использовать зародыши животных на стадии нескольких клеток и, разделив такой зародыш на отдельные клетки, получить некоторое число идентичных близнецов. Этот процесс можно повторять многократно, потому что на этой стадии клетки еще не достигают необратимой специализации. Таким образом можно создать множество идентичных копий одного животного, обладающего ценными признаками. Затем полученные зародыши можно пересадить в суррогатных матерей (реципиентов) для дальнейшего роста и — в конечном итоге — рождения животных с желательными признаками. Подобное клонирование зародышей начинает играть все более важную роль в животноводстве, например при разведении крупного рогатого скота, овец и коз. Оно ускоряет селективное получение животных от желаемых производителей, однако создает много дополнительных проблем (см. разд. 25.6).

Для специальных целей можно также клонировать отдельные клетки. Такие методы получили название методы культуры тканей. Некоторые клетки, помещенные в подходящую среду, способны расти в течение бесконечно долгого времени. Клонированные клетки позволяют изучать воздействие на живые структуры таких химических веществ, как гормоны, лекарственные препараты, антибиотики, косметические продукты и фармацевтические препараты. Они служат полезной заменой лабораторных животных, например крыс, кошек и собак.