Оплодотворение

Теперь вернемся к самому началу этой главы. Помните слова: «...каждое, даже самое сложное живое существо, составленное из миллиардов клеток, начинает и кончает свою жизнь всего с одной клетки. Две половые клетки — отцовский сперматозоид и материнская яйцеклетка,— сливаясь, дают одну клетку зиготу, обладающую признаками отца и матери». К этому заключению ученые пришли не сразу. Сколько было споров, серьезных и смешных. Но на них мы останавливаться не будем — нам нужны факты. В 1677 году Левенгук открывает сперматозоиды. А двести лет спустя Оскар Гертвиг и параллельно с ним Фоль, изучая оплодотворение морского ежа, описывают слияние ядра сперматозоида и ядра яйцеклетки во время оплодотворения. В результате этого образуется первичное ядро зародыша (ядро дробления), из которого путем последовательных делений и формируется тело будущего организма. В поисках того, каким образом признаки матери и признаки отца, сливаясь вместе, обусловливают развитие потомков, ученые столкнулись с процессами, происходящими внутри ядра дробления. И вот здесь-то и всплыла основная проблема, суть которой понять нетрудно.

Мы уже знаем, что каждый из организмов характеризуется своим, точно определенным числом хромосом, и это число в ядре каждой клетки одно и то же. Значит, и сперматозоид и яйцеклетки одного вида будут содержать одинаковое число хромосом. Пока вроде бы все правильно и противоречия нет. Но стоит сделать шаг вперед, как все это благополучное построение рассыпается, как карточный домик.

Пусть сперматозоид оплодотворит яйцеклетку. Согласно Гертвигу и Фолю, их ядра сольются. А так как и в том и в другом ядре было по одному одинаковому набору хромосом, то, очевидно, первичное ядро зародыша будет содержать два таких набора.

Ядро дробления будет делиться несметное число раз, формируя зрелый организм. Каждое деление — митоз — не внесет никакого изменения в число хромосом в клетках; как мы уже знаем, это число остается тем же, что и до начала деления.

Но на каком-то этапе развития организма в нем должны образоваться половые клетки. Если и в них сохранится удвоенный набор хромосом, то при следующем акте оплодотворения новое первичное ядро зародыша будет содержать уже не два, а целых четыре набора (два от отца и два от матери).

Биологам хорошо известно, что в действительности ничего подобного не наблюдается. Все организмы одного вида (и материнские и дочерние) всегда содержат в ядрах одинаковый набор хромосом. Следовательно, в цепь наших рассуждений вкралась ошибка.

В начале девяностых годов прошлого столетия Оскар Гертвиг, изучавший клетки животных организмов, и русский ученый В. И. Беляев, работавший с растительными объектами, эту ошибку нашли. Но путь решения задачи был намечен еще до них — в работе Ван-Бенедена. Голландский ученый обнаружил поразительный факт: половые клетки содержат вдвое меньше хромосом, чем клетки, которые слагают тело организма и являются потомками первичного ядра дробления (их называют соматическими клетками, от латинского «сома» — «тело»).