Все для детей

Валерий Сойфер. Арифметика наследственности

Глава IV. Из клетки - клетка

<< НазадДальше >>

Сердце клетки - ядро

Долгое время ядро хранило загадочное молчание. Нужен был какой-то особый подход, чтобы вступить в общение с ним. И тем не менее исключительная роль ядра в управлении клеточными синтезами сегодня доказана неопровержимо.

Есть такая водоросль — ацетобулярия. Тело ее одноклеточное, но сама клетка гигантских размеров. По форме водоросль напоминает грибок: у нее есть шляпка-зонтик, есть ножка или стебелек длиной 4—6 см и есть какое-то подобие гиф, названное учеными базальными ризоидами. А в общем, это стройное, изящное создание. И вот Геммерлингу пришла счастливая мысль воспользоваться ацетобулярией, чтобы узнать значение различных частей клетки для ее жизни.

Геммерлинг обратил внимание на то, что у ацетобулярии ядро располагается в нижней части ножки, вблизи базальных ризоидов, а шляпка содержит только протоплазму. Ученый разрезал ножку водоросли и получил отдельно шляпку и отдельно ножку с отростками и ядром.

А дальше произошло самое важное. Шляпка, не содержавшая ядра, вскоре погибла. А ножка, в которой осталось ядро, преспокойно жила и даже образовала новую шляпку. Повторные операции не изменили результата. Части растений, обладавшие ядром, могли регенерировать, восстанавливать удаленные части, а безъядерные погибали. Так Геммерлинг показал, что ядро играет колоссальную роль в жизни клеток. Протоплазма оказалась неспособной поддерживать длительное время жизнедеятельность клетки, и безъядерные куски не имели возможности ни регенерировать, ни делиться.

Опыт Геммерлинга с ацетобулярией
Опыт Геммерлинга. Отрезанная шляпка водоросли, лишенная ядра, погибает.
Ножка, имеющая ядро, восстанавливает нормальное растение.

Второй пример, пожалуй, еще более показателен. Борис Львович Астауров решил узнать, что определяет развитие клетки — ядро или цитоплазма. Для этого нужно подействовать на ядро, никак не задевая цитоплазму, или наоборот, и тогда само ядро и цитоплазма ответят, кто из них важнее для развития клетки. Но повлиять отдельно на ядро и цитоплазму так же трудно, как попасть в муху из ружья на расстоянии километра. Представьте себе хотя бы ядро яйцеклетки человека: в поперечнике оно 0,22 мм, объем его — 0,01 мм3. А размер клеток шелкопряда, с которыми работал Астауров, гораздо меньше. При такой ничтожно малой клетке никаким скальпелем нельзя отделить ядро.

Но Астаурову это удалось. Ученый работал с шелкопрядами и пытался получить потомство, которое было бы результатом оплодотворения не женского, а мужского ядра... другим мужским ядром!

Вместо женского ядра Астауров пытался подставить мужское ядро, а оплодотворять его хотел также мужским ядром. Потомство, имеющее только отцовские признаки... Этого быть не может!

И все-таки ученый добился своего. Он сумел разработать такую схему экспериментов, которая позволила решить, казалось бы, неразрешимую задачу — подействовать на материнскую яйцеклетку так, чтобы разрушить ее ядро, а на его место ввести два неповрежденных ядра спермия. Одно мужское ядро вставало на место убитого ядра яйцеклетки, а другое мужское ядро оплодотворяло его.

Для экспериментов Астауров взял два вида шелкопрядов, хорошо отличающихся друг от друга. Скрестил самку одного вида и самца другого вида. На яйцо оплодотворенной самки через 90 минут после начала кладки воздействовал температурой 40° в течение 135 минут. К моменту воздействия теплом находящиеся в ней ядра сперматозоида достигают середины клетки, но с ядром яйцеклетки слиться не успевают. Начинающееся в это время прогревание уничтожает ядро яйцеклетки, и, как пишет Астауров, «мужским ядрам не остается ничего другого, как копулировать между собой, то есть совершать своеобразное мужское самооплодотворение».

Итак, внутри яйцеклетки, в цитоплазме, целиком принадлежащей материнскому организму, происходит «оплодотворение» одного мужского ядра другим точно таким же мужским ядром. Чьи признаки станут главенствующими у потомков такого скрещивания — цитоплазмы или ядра?

Ответ был получен. Развившиеся взрослые особи шелкопряда обладали только отцовскими признаками — признаками, привнесенными ядрами клеток. Несмотря на то что объем цитоплазмы в тысячи раз превышал объем ядра, она не смогла побороть влияния маленького ядра. Вся информация, присущая виду шелкопряда, от которого взяли спермии, была целиком передана потомкам.

Опыт Б. Л. Астаурова с яйцеклетками шелкопряда
Опыт Б. Л. Астаурова. Если крупное ядро яйцеклетки убивали теплом или облучением,
а затем в такую яйцеклетку вводили два ядра сперматозоидов, то они
оплодотворяли друг друга (на рисунке показано справа внизу).
Потомки этой клетки имели чисто мужскую наследственность.
<< НазадДальше >>

В. Сойфер. Арифметика наследственности