Половой процесс

Половой процесс является одним из важнейших процессов у диких растительных и животных организмов. Ему фактически подчинены все другие процессы. Половым путём размножаются животные и громадное большинство растений.

При размножении растительных организмов не половым путём, а вегетативно — клубнями, черенками, почками и т. п., развитие организмов начинается не сызнова. Оно продолжается с того этапа, до которого дошло развитие взятой ткани как основы для нового организма. Половые же клетки сызнова дают начало развитию, которое во многих случаях полностью повторяет все видоизменения и превращения, проходившие в предшествующих поколениях. Этим свойством половые клетки принципиально отличаются от всех других, могущих давать начало организму. При развитии растительных организмов из семян легко наблюдать, как качественно изменяется ткань развивающегося организма, начиная с оплодотворённой половой клетки, через ряд закономерных видоизменений и превращений создаются всё новые и новые клетки, дифференцируются ткани со своими специфическими свойствами, развиваются различные органы. В общем получается всё новое и новое качество клеток организма. Это качество способно превращаться в дальнейшее, новое, как бы предопределённое предшествующими поколениями. Но оно не способно превращаться в старое — качество предшествующих клеток, давших начало настоящим. Половые же клетки, являясь новыми по отношению к тем неполовым, из которых они в конечном итоге образовались, одновременно с этим в большой степени, нередко в точности, бывают схожи с исходными половыми клетками, то есть с теми старыми, из которых пошло начало развития всего данного организма. Половые клетки представляют собой завершение цикла развития организма, и одновременно с этим они являются началом развития новых организмов.

В этом свете становится понятной большая биологическая значимость полового процесса в эволюции растительных и животных форм.

Природные наследственные изменения, уклонения от нормы растений и животных, как правило, происходят вынужденно. Они имеют место благодаря несоответствию условий жизни потребностям развития тех или иных органов, признаков, вообще процессов у растительных и животных; организмов. Уже указывалось, что при половом размножении развитие начинается сызнова. Поэтому условия, которые являлись неподходящими, несоответствующими тому или иному процессу предшествующих форм, для нового поколения становятся уже нормальными, потребными.

Изменения условий жизни, условий внешней среды, как правило, независимы от тех или иных конкретных животных и растительных форм. Если бы растения и животные обладали свойствами бесконечной индивидуальной жизни, то, грубо говоря, они всю жизнь мучились бы. Внешние условия, всегда изменяющиеся в те или иные отрезки времени, никогда не были бы подходящими, соответствующими потребностям организмов. Другими словами, благодаря изменению климата и вообще условий жизни, немыслимы в естественной природе организмы с очень продолжительной индивидуальной жизнью. Эволюция, усложнение растительных и животных форм, только потому и возможна, что все живые формы имеют смену поколений. Легко подметить, что чем короче нормальная индивидуальная жизнь растений и животных, тем большей приспособляемостью виды этих организмов обладают к изменяющимся условиям внешней среды. Микроорганизмы, имеющие непродолжительный период индивидуальной жизни, наиболее легко наследственно приспособляются к изменяющимся условиям жизни.

Другое важнейшее биологическое свойство половых клеток сводится к следующему. Половая клетка биологически (а не химически) наиболее сложная. В ней потенциальные наследственные свойства, присущие всему организму, выражены в наибольшей степени, в сравнении со всеми другими клетками организма.

В половых клетках как бы аккумулирован весь путь развития, пройденный организмами предшествующих поколений. Из этой клетки развитие начинается сызнова. Происходит как бы развинчивание изнутри той цепи многочисленных изменений и превращений, которые завинтились в предшествующих поколениях. Нами уже указывалось, что это развинчивание прошлых процессов идёт только путём завинчивания процессов для будущего поколения. Развитие идёт только путём обмена веществ, путём ассимиляции и диссимиляции, а это и есть создание основы для будущего поколения.

У громадного большинства растений и животных новые организмы возникают только после оплодотворения — слияния мужских и женских половых клеток. Биологическая значимость процессов оплодотворения заключается в том, что получаются организмы с двойственной наследственностью — материнской и отцовской. Двойственная наследственность обусловливает большую жизненность (в прямом смысле слова) организмов и большую их приспособленность к варьирующим условиям жизни.

Импульсом развития являются внутренние силы, свойства самого тела жить, видоизменяться, превращаться. Большой практический и экспериментальный материал с убедительностью показывает, что оплодотворение, скрещивание хотя бы слегка различающихся форм растений или животных даёт потомство более жизненное. Наоборот, длительное самооплодотворение, самоопыление у растений и спаривание близкородственных животных ведёт к затуханию жизни. Нормальные жизненные внутренние противоречия, жизненный импульс создаётся, а также время от времени обновляется в растительном и животном мире в громадном большинстве путём скрещивания, путём оплодотворения, посредством полового объединения форм растений или животных, хотя бы слегка различающихся между собой.

Все обычные (не половые) клетки но окончании своего развития делятся на две; этим путём идёт размножение клеток, рост тела. Половые же клетки по окончании своего развития не только не делятся на две, а, наоборот, нормально из двух половых клеток — женской и мужской — получается одна, обычно более жизненная в сравнении с каждой в отдельности.

И женская и мужская половые клетки в полной мере обладают свойствами своих пород. Породы в той или иной мере различны. После получения зиготы, то есть оплодотворения женской половой клетки, образуется одна клетка — начало организма, где представлены все породные свойства одной и другой формы. На основе противоречия, получающегося между объединившимися двумя относительно разными половыми клетками, и возникает, усиливается внутренняя жизненная энергия, свойство к видоизменению и превращению. Этим и определяется биологическая необходимость скрещивания форм, хотя бы слегка различающихся между собой. Дарвин неоднократно в своих работах подчёркивал как закон природы полезность скрещивания и биологическую вредность самооплодотворения.

Обновление, усиление жизненности растительных форм может идти и вегетативным, неполовым путём. Оно достигается путём ассимиляции живым телом новых, необычных для него условий внешней среды. Эти случаи в природе обычно более редки. Всё же можно было бы привести ряд форм растений, которые длительный период, фактически на протяжении всего известного истории периода, размножаются только вегетативно и всё же своей жизненности, внутреннего импульса жизни не теряют. В экспериментальной обстановке, при вегетативной гибридизации, либо в опытах по получению яровых форм из озимых или озимых из яровых и в ряде других случаев расшатывания наследственности можно наблюдать обновление, усиление жизни организмов путём включения их телом новых, необычных для них условий.

Общепринятое в генетической науке представление о процессе оплодотворения нам кажется во многом неверным. Картину процессов оплодотворения цитогенетики рисуют, глядя в микроскоп, на предметное стекло, где расположены клетки в том или ином состоянии своего развития. Всё, что видно, зарисовывается, а то, чего не видно, домысливается, предполагается в свете концепции, теории наследственности менделистов-морганистов. Цитогенетики исходят из того, что наследственность есть особое, отличное от обычного тела вещество, находящееся в хромосомах ядер клеток. Согласно их концепции, наследственность, заключённая в хромосомах ядра мужской половой клетки, и наследственность, сосредоточенная в хромосомах ядра женской половой клетки, объединяются в одну клетку механическим путём. Вещества хромосом не смешиваются между собой не только в биологическом понимании, но даже и в химическом смысле. Хромосомы мужской половой клетки, привнесённые в ядро женской половой клетки, остаются там в том виде, в каком они были и есть в клетках отцовского организма. Данное положение цитогенетиков базируется на том, что, спустя некоторое время после оплодотворения, в зиготе (оплодотворённой половой клетке) под микроскопом наблюдается двойное количество хромосом — сумма хромосом женской и мужской половых клеток. На таком представлении построена цитогенетиками вся концепция процесса оплодотворения. Такое представление является совершенно неприемлемым, особенно для биолога. Оно не соответствует не только половому процессу, но вообще ни одному какому бы то ни было биологическому процессу, протекающему в живом теле.

Ещё Дарвин указывал, что когда вегетативные гибриды окажутся возможными, то физиологи должны будут в корне изменить взгляд на половой процесс. Действительно, в свете большого фактического материала по вегетативной гибридизации по-новому встаёт вопрос о существе процесса оплодотворения. Прежде всего, оплодотворение — объединение двух клеток в одну — не есть простое слияние двух клеток, физически даже не растворяющихся друг в друге. В живом теле нет ни одного нормального процесса, который не представлял бы собой видоизменения, превращения, то есть не был бы реакцией ассимиляции и диссимиляции.

Менделисты-морганисты фактически отобрали у физиологов, а последние им отдали разбор вопроса процесса оплодотворения. Все процессы в организме есть видоизменение — обмен веществ. Один только процесс оплодотворения в представлении формальной науки является исключением, поэтому фактически не подлежит рассмотрению физиологов. Генетики отрицают, что половой процесс есть обмен веществ, есть процесс ассимиляции и диссимиляции. Согласно генетической концепции, в хромосомах клеток сосредоточено особое тело — вещество наследственности. Закономерности жизни этого тела иные, нежели у обычного тела. Вещество наследственности не подвержено обычному обмену веществ; в него ничто не может включаться или исключаться из него. Из поколения в поколение вещество наследственности передаётся в неизменном виде. Изредка оно может теряться, погибать; изредка, по неизвестным причинам, появляться сызнова (мутации). В ядрах половых клеток сосредоточена наследственность. Вот почему изучение развития ядер половых клеток в последние десятилетия перешло в руки формальной науки о наследственности, в руки менделистов-морганистов.

Накопившиеся за последние годы многочисленные опыты по массовому получению вегетативных гибридов и передаче их свойств в потомстве половым путём дают нам полное основание смотреть на оплодотворение как на обычный физиологический процесс. Оплодотворение, объединение двух половых клеток, как и любой биологический процесс, сводится к ассимиляции и диссимиляции.

Принципиальное отличие оплодотворения от всех других биологических процессов заключается в следующем. В любом физиологическом процессе одна сторона является ассимилирующей, другая ассимилируемой. За счёт пищи, начиная с элементов, извлекаемых растениями из внешней окружающей среды, и кончая готовыми пластическими веществами, ассимилирующее тело строит себя. Ассимилируемые вещества идут как строительный материал для ассимилирующего компонента. При половом же процессе, когда объединяются две как бы равноправные клетки, обе они обоюдно друг друга ассимилируют. Каждая из них строит себя на свой лад из вещества другой. В конечном итоге ни одна из этих клеток не остаётся, получается третья, новая, одна вместо двух.

Генетики-менделисты одним из основных доказательств крупинчатости (корпускулярности) наследственности выставляют якобы всегда существующее кратное отношение разнообразия гибридного потомства во втором и дальнейшем поколениях. Каждому признаку и свойству живого тела они приписывают то или иное количество крупинок (генов) вещества наследственности, находящегося в хромосомах.

При оплодотворении, при объединении двух половых клеток по каждому свойству в оплодотворённой половой клетке получается двойной набор крупинок: один с отцовской, другой с материнской стороны.

Для наглядности приведём классический для менделистской генетики пример скрещивания двух форм гороха, отличающихся друг от друга, например, по окраске цветков. Хромосомы с крупинками (генами) вещества наследственности, определяющими красный цвет, при оплодотворении объединяются в одно ядро с хромосомами, содержащими гены белой окраски цветков. При делении оплодотворённой клетки каждая из хромосом — материнская и отцовская — также продольно делится на две равноценные. По одной из каждой пары хромосомы отходят к полюсам делящейся клетки. Согласно такому представлению, все клетки гибридного организма обладают в чистом виде одинаковым количеством вещества наследственности и отцовской и материнской формы. Иное получается при редукционном делении, происходящем у животных организмов при образовании половых клеток и у растений перед образованием половых клеток. Хромосомы тогда не расщепляются по своей длине, а образуют парочки из аналогичных отцовских и материнских, а потом расходятся из этих пар к разным полюсам. Получаются клетки, содержащие из каждой пары только отцовскую или материнскую хромосому.

Генетики считают, что хромосомы каждой родительской формы в гибридной клетке не теряют своих свойств, своей индивидуальности. Они там находятся в чистом отцовском и материнском виде. При редукционном делении, когда к полюсам делящейся клетки отходят из каждой гомологической пары к одному — отцовская, к другому — материнская хромосома, получается половая клетка (гамета) чистая, негибридная по тем свойствам, гены которых находились в данной хромосоме.

Таким образом, во взятом нами примере скрещивания белоцветкового с красноцветковым горохом половина всех половых клеток будет иметь по хромосоме с геном или с генами красной окраски, другая половина количества половых клеток будет обладать хромосомой с крупинками наследственности белых цветков. При самооплодотворении таких гибридных растений мужские половые клетки, по теории вероятности, могут объединяться с женскими, то есть с яйцеклетками, в трёх комбинациях.

Первая: мужская половая клетка, обладающая геном красноцветковости, может объединяться с яйцеклеткой, содержащей также хромосому с крупинкой (геном) красноцветковости. Получится зигота с наследственным веществом только признака красноцветковости.

Вторая: мужская клетка с наследственным веществом свойства белоцветковости объединяется с яйцеклеткой, также обладающей свойством белой окраски. Получится зигота с наследственным свойством только белоцветковости.

Третья: мужская половая клетка, содержащая вещество, обусловливающее красноцветковость, объединяется с яйцеклетками, обладающими свойством белоцветковости. Получится зигота с двойственной наследственностью, с красной и белой окраской цветков. То же и при объединении мужских белоцветковых с женскими красноцветковыми.

В общем при самоопылении указанных гибридных растений гороха Получатся зиготы: 25 % с чистой наследственностью красной окраски, 25 % с чистой наследственностью белой окраски и 50 % с двойственной наследственностью. Оплодотворённые половые клетки по наследственным признакам окраски цветков получатся в отношении 1 красная: 2 гибридных: 1 белая.

Ещё издавна было известно, что в скрещиваниях форм гороха и многих других растений с красной и белой окраской цветков в громадном большинстве случаев гибриды получаются с красными цветками. То же наблюдалось и в опытах Грегора Менделя при скрещивании горохов. Это явление получило название доминирования одного наследственного свойства над другим, контрастным ему.

На основании изложенного рассуждения менделисты приходят к выводу, что второе гибридное поколение от скрещивания красно-цветковых с белоцветковыми горохами всегда должно иметь 75 % (25 % чистых +50 % гибридных) красноцветковых растений и 25 % чистых бело-цветковых растений. Отношение красноцветковых к белоцветковым всегда должно быть 3:1.

Этот, по меткому выражению Мичурина, «гороховый закон» менделисты навязывают всей живой природе. На самом же деле он в корне неверен даже и для гибридов гороха, в том числе и для фактического материала, полученного в опытах самим Менделем. Разные потомства отдельных гибридных растений и в опытах Менделя давали разнообразие, далеко выходящее за пределы отношения 3:1. Так, в потомстве одного растения было получено на 20 жёлтых семян 19зелёных, у другого растения — на 32 жёлтых только одно зелёное.