Раздел об определении пола у бабочек и птиц следует начать с небольшого отступления. В самом деле, мы только что выяснили способ определения пола у дрозофилы и у животных вообще и подчеркнули его подкупающую простоту и широкую распространенность в мире животных.
И вот мы снова встречаемся с очередной загадкой природы, с новым усложнением интересующего нас вопроса. Оказывается, все сказанное выше об определении пола по типу дрозофилы правильно, но за одним исключением: этот тип определения пола является в природе не единственным, общим для всех организмов. Наряду с ним существует еще один способ, или тип, определения пола, впервые открытый у бабочек, а затем у птиц и в том числе у домашней курицы. По имени насекомого, на котором этот тип определения пола был открыт впервые, он и носит название типа бабочек. Рассмотрим его особенности и отличия от типа дрозофилы. В качестве объекта для описания процесса возьмем кур: с ними читатель, несомненно, знаком ближе, чем с бабочками; да и в дальнейшем нам еще неоднократно придется иметь с ними дело.
Итак, в чем заключается отличие механизма определения пола у птиц и у дрозофилы?
У дрозофилы, как и у всех животных, самцы продуцируют два типа сперматозоидов - с Х- или У-хромосомой, и в этом смысле они играют решающую роль в определении пола будущих зародышей. У самок же образуется один тип яиц - с Х-хромосомой.
У бабочек и птиц эти отношения диаметрально противоположны: у них привилегия продуцировать два типа половых клеток принадлежит самкам, вследствие чего половина откладываемых ими яиц (на самок) содержит одну половую хромосому, и половина яиц (на самцов) содержит другую, несходную с первой половую хромосому. У самцов же бабочек и птиц образуется один тип сперматозоидов. Следовательно, женский пол у них гетерогаметен, а мужской пол гомогаметен.
Что касается делений созревания яиц и сперматозоидов, то они и здесь протекают так же, как это было описано выше для дрозофилы и человека: первое из них, или собственно редукционное, деление протекает по типу мейоза, и второе, или эквационное, - по типу митоза.
Для того чтобы подчеркнуть разницу в способах определения пола у дрозофилы и у животных, с одной стороны, и у бабочек и птиц, с другой, половые хромосомы последних иногда обозначают другими буквами, а именно - Z и W. Согласно этой системе, половые хромосомы самца обозначают буквами ZZ, а половые хромосомы самки - ZW. Соответственно этому продуцируемый петухом один тип сперматозоидов обозначают буквой Z, а продуцируемые курицей два типа яиц - буквами Z (на самцов) и W (на самок).
Однако, следуя имеющимся в литературе прецедентам, мы отступим от этого правила и в дальнейшем будем придерживаться единой системы обозначения половых хромосом, независимо от того, идет ли речь об определении пола по типу дрозофилы или по типу бабочек и птиц. Дело заключается не в том, какими буквами обозначать половые хромосомы двух сравниваемых групп организмов; важнее помнить, что в отличие от дрозофилы, у которой гетерогаметен мужской пол, у бабочек и птиц гетерогаметен женский пол и что у них пол зародышей устанавливается в процессе созревания яиц, т. е. еще до оплодотворения.
В то же время единая система обозначения половых хромосом для всех представителей мира животных, за исключением отмеченной полярности типов определения пола, несомненно, способствует более целостному и ясному их пониманию.
Поэтому яйца бабочек и птиц на самцов мы будем обозначать в дальнейшем буквой Х, а яйца на самок - буквой У. Что касается сперматозоидов, то здесь они одного типа; их мы будем обозначать буквой Х. Процесс сперматогенеза и овогенеза у бабочек и птиц протекает точно так же, как и у дрозофилы (см. рис. 14).
Дальнейшие детали процесса определения пола у бабочек и птиц столь же просты, как и у дрозифилы, и сводятся к следующему. Если зрелое яйцо, например, курицы содержит Х-хромосому, то из него после оплодотворения Х-сперматозоидом разовьется петушок (ХХ). Если же яйцо содержит У-хромосому, то из него после оплодотворения (таким же сперматозоидом - у петухов все они одинаковы) разовьется курочка (ХУ) (рис. 24).
В соответствии с полярностью механизмов определения пола у дрозофилы и у птиц по-разному представляются и результаты оплодотворения. В самом деле, у дрозофилы, как мы видели, пол зародыша определяется в момент оплодотворения и в каждом отдельном случае зависит от сочетания половых хромосом в оплодотворенном яйце. В отличие от дрозофилы у бабочек и птиц оплодотворение яйца, образно выражаясь, лишь дает толчок развитию зародыша того пола, который уже заложен в нем в процессе созревания. Таким образом, каждому куриному яйцу в буквальном смысле слова "написано на роду" развиться в цыпленка именно того, а не противоположного пола.
Необходимо также иметь в виду, что в клетках птиц и бабочек, как и у всех организмов, кроме половых хромосом, содержатся и наборы аутосом. Диплоидное число хромосом у курицы равно 78. Соответственно этому половина яиц курицы содержит Х-хромосому и 38 аутосом (Х + 38) и половина яиц - У-хромосому и столько же аутосом (У + 38). Сперматозоиды петуха все одинаковы - они содержат Х-хромосому и 38 аутосом (Х + 38).
К сказанному выше об определении пола у кур необходимо сделать следующую оговорку. Дело в том, что ввиду наличия у курицы большого числа очень мелких хромосом и трудностей их подсчета и идентификации вопрос о наличии у нее У-хромосомы до сих пор окончательно не решен, и возможно, что ее здесь нет вообще.
Если в будущем это окажется справедливым, то все сказанное выше об определении пола у кур останется в силе, за тем исключением, что состав половых хромосом курицы нужно будет обозначать как ХО, а продуцируемые ею два типа яиц соответственно как Х + 38 и 0 + 38. Общее же число хромосом будет при этом условии на единицу меньше, т. е. 77. Обозначения половых хромосом петyxa и продуцируемых им сперматозоидов останутся теми же, а диплоидное число хромосом у петуха - на единицу больше, чем у курицы.
Диплоидное число хромосом у бабочек и в том числе у шелкопряда (см. главу IV) равно 56.
1. Какой набор половых хромосом характерен для соматических клеток мужчины? Женщины? Петуха? Курицы?
ZZ, ZW, WW, XX, XY, YY.
Набор половых хромосом, характерный для соматических клеток мужчины – XY, женщины – XX, петуха – ZZ, курицы – ZW.
2. Почему у большинства раздельнополых животных появляется примерно одинаковое количество потомков мужского и женского пола?
Это связано с тем, что у большинства раздельнополых животных один пол является гомогаметным, а другой – гомогаментым. Особи гомогаметного пола имеют одинаковые половые хромосомы и, следовательно, в отношении половых хромосом формируют один тип гамет. У особей гетерогаметного пола – две разные половые хромосомы (или одна – непарная), значит, в отношении половых хромосом они формируют два типа гамет.
Пол потомка определяется типом половой клетки гетерогаметного родителя, участвовавшей в оплодотворении. А поскольку гетерогаметные особи образуют два типа гамет в равном соотношении, то в потомстве наблюдается расщепление по полу 1: 1.
Например, у человека в женском организме образуется один тип яйцеклеток: все они имеют набор хромосом 22А + Х. В мужском организме формируются два типа сперматозоидов в равном соотношении: 22А + Х и 22А + Y. Если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид, содержащий Х-хромосому, из зиготы развивается женский организм. Если в оплодотворении участвует сперматозоид с Y-хромосомой, из зиготы развивается ребёнок мужского пола. Поскольку оба типа мужских гамет образуются с одинаковой вероятностью, в потомстве наблюдается расщепление по полу 1: 1.
3. Яйцеклетка шимпанзе содержит 23 аутосомы. Сколькими хромосомами представлен кариотип шимпанзе?
Яйцеклетка шимпанзе имеет гаплоидный (1n) набор хромосом. Помимо 23 аутосом, она содержит одну половую хромосому (Х). Значит, гаплоидный набор шимпанзе представлен 24 хромосомами.
Соматические (диплоидные) клетки шимпанзе содержат 48 хромосом. Таким образом, кариотип шимпанзе представлен 48 хромосомами (2n = 48).
4. Какие признаки называются сцепленными с полом? Каковы особенности наследования этих признаков?
Признаки, которые определяются генами, расположенными в половых хромосомах, называются признаками, сцепленными с полом.
Если гены, определяющие альтернативные признаки, локализованы в аутосомах, то наследование этих генов и фенотипическое проявление соответствующих признаков в потомстве не зависит от того, кто из родителей (мать или отец) обладал тем или иным признаком.
В отличие от наследования аутосомных генов, наследование генов, локализованных в половых хромосомах, и проявление соответствующих признаков имеет характерные особенности. Они связаны с различием в строении половых хромосом у особей гетерогаметного пола.
Например, у человека в Х-хромосоме расположены гены, контролирующие свёртывание крови, цветоощущение, развитие зрительного нерва и многие другие признаки. В то же время Y-хромосома этих генов не содержит. Поэтому у женщин (ХХ) проявление того или иного признака, сцепленного с Х-хромосомой, определяется двумя алельными генами, а у мужчин (ХY) – одним, причём этот ген наследуется только от матери (т.к. отец передаёт сыну Y-хромосому) и всегда проявляется в фенотипе, независимо от того, доминантным является или рецессивным.
Поэтому, например, в семье, где мать является носительницей гемофилии, а отец – здоров, все дочери имеют нормальную свёртываемость крови (хотя при этом могут быть носительницами заболевания), а среди сыновей наблюдается расщепление по фенотипу: половина – здоровые, половина – гемофилики. В семье, где мать имеет нормальную свёртываемость крови (и при этом не является носительницей), а отец – гемофилик, рождаются дети с нормальной свёртываемостью крови, однако все дочери наследуют от отца ген гемофилии (т.е. являются носительницами болезни).
5. Докажите, что генотип живого организма представляет собой целостную систему.
Многие признаки живых организмов контролируются одной парой аллельных генов. Между аллельными генами наблюдаются различные типы взаимодействий. В ряде случаев результатом такого взаимодействия может быть появление качественно нового признака, не определявшегося ни одним из генов по отдельности (например, у человека кодоминирование генов I A и I B приводит к формированию IV группы крови).
В то же время у живых организмов известно огромное количество признаков, которые контролируются не одной, а двумя и более парами генов. Взаимодействием неаллельных генов определяются, например, рост, тип телосложения и цвет кожи у человека, окраска шерсти и оперения у многих млекопитающих и птиц, форма, величина, цвет плодов и семян растений и др. Часто наблюдается и противоположное явление, когда одна пара аллельных генов влияет сразу на несколько признаков организма. Кроме того, действие одних генов может быть изменено соседством других генов или условиями окружающей среды.
Таким образом, гены тесно связаны и взаимодействуют друг с другом. Поэтому генотип любого организма нельзя рассматривать как простую сумму отдельных генов. Генотип – это сложная целостная система взаимодействующих генов.
6. Дальтонизм - рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. В семье, где мать обладает нормальным цветоощущением, родилась дочь-дальтоник. Установите генотипы родителей. Какова вероятность рождения у них здорового сына?
● Введём обозначения генов:
А – нормальное цветоощущение (норма);
а – дальтонизм.
● Определим генотипы родителей. В этой семье родилась дочь-дальтоник, её генотип X a X a . Известно, что ребёнок наследует один из аллельных генов от матери, а другой – от отца. Следовательно, генотип матери, имеющей нормальное цветоощущение – X A X a , т.е. она является носительницей дальтонизма. Генотип отца – X a Y, он страдает дальтонизмом.
● Запишем скрещивание:
Таким образом, вероятность рождения в этой семье здорового сына составляет 25%.
Ответ: вероятность рождения здорового сына – 25%.
7. У полярной совы оперённые ноги доминируют над голыми. Этот признак контролируется аутосомными генами. Длинные когти - доминантный признак, который определяется геном, локализованным в Z-хромосоме.
Самку с оперёнными ногами скрестили с самцом, имеющим длинные когти и оперённые ноги. В результате получили потомство с различным сочетанием всех фенотипических признаков. Какова вероятность (%) появления среди потомства самца с голыми ногами и короткими когтями?
● Введём обозначения генов:
А – оперённые ноги;
а – голые ноги;
B – длинные когти;
b – короткие когти.
● У птиц гетерогаметным полом является женский, поэтому для самки с оперёнными ногами можно записать фенотипический радикал А–Z – W, а для самца, имеющего оперённые ноги и длинные когти: A–Z B Z – .
В потомстве наблюдались различные сочетания фенотипических признаков. Это значит, что потомки имели оперённые (A–) и голые ноги (aa), длинные (Z B W для самок, Z B Z – для самцов) и короткие когти (Z b W для самок, Z b Z b для самцов).
На основании этого дополняем генотипы родительских особей недостающими рецессивными генами. Таким образом, генотип самки – AaZ b W, самца – AaZ B z b .
● Запишем скрещивание:
Итак, вероятность появления среди потомства самца с голыми ногами и короткими когтями составляет 1/16 × 100% = 6,25%.
Ответ: вероятность появления самца с голыми ногами и короткими когтями – 6,25%.
8. У одного из видов бабочек гетерогаметным полом является женский. Проведено скрещивание красного самца, имеющего булавовидные усики, с жёлтой самкой с нитевидными усиками. Половину потомства составили жёлтые самцы с нитевидными усиками, другую половину - красные самки с нитевидными усиками. Как наследуются окраска тела и тип усиков? Какие признаки доминируют? Установите генотипы скрещиваемых форм и их потомства.
● Проанализируем наследование каждого признака в отдельности.
При скрещивании самки, имеющей нитевидные усики, с самцом, имеющим булавовидные усики, всё потомство унаследовало нитевидную форму усиков. Следовательно, нитевидные усики полностью доминируют над булавовидными.
Введём обозначения генов:
B – нитевидные усики;
b – булавовидные усики.
Допустим, что данный признак сцеплен с полом. Тогда генотип самки – Z B W, самца – Z b Z b . У родительских особей с такими генотипами в потомстве все самцы имели бы нитевидные усики: Z B Z b , а самки – булавовидные усики: Z b W. Это противоречит условию задачи, следовательно, тип усиков определяется аутосомными генами.
Наличие единообразного потомства (все с нитевидными усиками) позволяет сделать вывод, что родительские особи были гомозиготными. Таким образом, генотип самки – BB, самца – bb.
● В результате скрещивания жёлтой самки с красным самцом, в потомстве все самки унаследовали отцовский признак (красная окраска), а самцы – материнский (жёлтая окраска). Такой характер наследования свидетельствует о том, что окраска тела – признак, сцепленный с полом.
Если красная окраска (А) доминирует над жёлтой (а), то самка имеет генотип Z a W. Для самца можно записать фенотипический радикал Z A Z – . Независимо от того, является ли он гомозиготным или гетерозиготным, в потомстве должны были появиться красные самцы – Z A Z a . Однако все самцы были жёлтыми.
Следовательно, предположение о том, что красная окраска доминирует над жёлтой, оказалось неверным. На самом деле всё наоборот: жёлтая окраска доминирует над красной.
● Введём обозначения генов:
А – жёлтая окраска;
a – красная окраска.
Жёлтая самка имеет генотип Z A W, красный самец – Z a Z a . Следовательно, в потомстве все самки должны быть красными: Z a W, а самцы – жёлтыми: Z A Z a . Это удовлетворяет условию задачи.
● Запишем скрещивание:
Ответ: Окраска тела – признак, сцепленный с полом, тип усиков – аутосомный признак. Жёлтая окраска тела полностью доминирует над красной, а нитевидные усики – над булавовидными. Родительские особи имеют следующие генотипы: самка – Z A WBB, самец – Z a Z a bb. В потомстве все самки имеют генотип Z a WBb, самцы – Z A Z a Bb.
1 . В отличие от молекул ДНК молекулы белка содержат атомы:
а) серы;
б) водорода;
в) азота;
г) молекулы белка и ДНК содержат одни и те же
атомы.
2 . Мутации происходят в результате изменений в:
а) ДНК;
б) клеточных структурах;
в) обмене веществ;
г) белке.
3 . Если взять для синтеза белка рибосомы и ферменты от бактерии, АТФ и АДФ и аминокислоты от гриба, ДНК от ящерицы, то будут синтезироваться белки:
а) гриба;
б) ящерицы;
в) бактерии;
г) всех трех организмов.
4 . Живая система, соответствующая биомолекулярному уровню организации живой материи:
а) хлоропласт растения;
б) яйцеклетка млекопитающего;
в) вирус гриппа;
г) таких живых систем вообще на Земле нет.
5 . Химический элемент, являющийся обязательной составной частью белка гемоглобина у млекопитающих:
а) цинк;
б) медь;
в) хлор;
г) железо.
6 . Для быстрого восстановления работоспособности при усталости в период подготовки к экзамену лучше съесть:
а) яблоко;
б) кусок сахара;
в) бутерброд;
г) кусок мяса.
7 . Растительная клетка, в отличие от животной, содержит:
а) рибосомы;
б) вакуоли, пластиды и целлюлозную оболочку;
в) запасные питательные вещества;
г) больше хромосом в ядре.
8 . Все перечисленные организмы относятся к прокариотам:
а) бактерии, дрожжи, синезеленые
водоросли;
б) бактерии, синезеленые водоросли;
в) дрожжи, бактерии;
г) вирусы и бактерии.
9 . Клеточные ядра есть у всех перечисленных организмов:
а) попугай, мухомор, береза;
б) кошка, азотфиксирующие бактерии;
в) кишечная палочка, аскарида;
г) аскарида, вирус СПИДа, осьминог.
10 . Из перечисленных клеток больше митохондрий в:
а) яйцеклетках птиц;
б) эритроцитах млекопитающих;
в) сперматозоидах млекопитающих;
г) зеленых клетках растений.
11 . Химические реакции анаболизма преобладают в клетках:
а) растений;
б) грибов;
в) животных;
г) уровень анаболизма у всех одинаков.
12 . Участие в половом размножении у многоклеточных организмов принимают клетки:
а) споры;
б) яйцеклетки и сперматозоиды;
в) соматические;
г) различные, в зависимости от обстоятельств.
13 . Клеточный цикл – это:
а) совокупность и порядок всех
химических реакций в клетке;
б) жизнь клетки от деления до деления;
в) жизнь клетки от деления и до деления плюс время
самого деления;
г) время, когда клетка готовится к делению.
14 . Соматическая клетка диплоидного организма перед вступлением в стадию митоза имеет набор хромосом:
а) диплоидный (2n
);
б) гаплоидный (n
);
в) тетраплоидный (4n
);
г) в зависимости об обстоятельств.
15 . Набор хромосом гаплоидный в:
а) яйцеклетке курицы;
б) клетках семени пшеницы;
в) лейкоцитах человека;
г) покровных клетках высших растений.
16 . Способы размножения, характерные только для растений:
а) семенами, усами, спорами;
б) луковицей, усами, отводками;
в) семенами, отводками, спорами;
г) делением клетки, луковицей, усами.
17 . Преимущества полового размножения по сравнению с бесполым:
а) в простоте процесса;
б) в сложности процесса;
в) в большем генетическом разнообразии особей
следующего поколения;
г) в ускорении роста численности вида.
18 . Этап мейоза и причина, по которой в половой клетке могут возникнуть мутации:
а) в результате кроссинговера в
профазе I;
б) в результате неправильного расхождения
хромосом в телофазе I или II;
в) в результате радиоактивного облучения
организма во время образования половых клеток;
г) по любой из перечисленных причин.
19 . Группа живых систем, представляющая организменный уровень организации:
а) яблоня, яблоко, гусеница яблочной
плодожорки;
б) яблоня, дождевой червь, цветок яблони;
в) яблоня, дождевой червь, гусеница;
г) яблоко, гусеница, дождевой червь.
20 . Правильная последовательность начальных этапов онтогенеза:
а) зигота, гаструла, бластула;
б) оплодотворение, гаструла, бластула;
в) гаметогенез, оплодотворение, бластула,
гаструла;
г) не верен ни один из ответов.
21 . Оплодотворение в женском организме у человека в норме происходит:
а) в матке;
б) в верхнем отделе маточных труб;
в) во влагалище;
г) в яичниках.
22 . Для зачатия двух однояйцевых близнецов необходимо оплодотворение:
а) одной яйцеклетки двумя
сперматозоидами;
б) двух яйцеклеток одним сперматозоидом;
в) двух яйцеклеток двумя сперматозоидами;
г) одной яйцеклетки одним сперматозоидом.
23 . Больше гетерозиготных особей получится от скрещивания:
а) ААBB
ґ ааBB
;
б) ААbb
ґ aaBB
;
в) AaBb
ґ AaBb
;
г) aabb
ґ Aabb
.
24 . Набор половых хромосом в норме у петуха:
а) ХО;
б) ХХY;
в) XX;
г) ХY.
25 . Если у родителей I и IV группы крови, то у детей могут быть группы крови:
а) только I;
б) только IV;
в) только II или III;
г) только I или IV.
26 . Впервые открыл и описал фундаментальные законы распределения генов в потомстве при скрещивании гибридов:
а) Ж.-Б. Ламарк;
б) Г.Мендель;
в) Ч.Дарвин;
г) Н.И. Вавилов.
27 . Единицей эволюции является:
а) особь;
б) вид;
в) популяция;
г) экосистема.
28 . Примером ненаследственной изменчивости может служить:
а) появление альбиноса в потомстве
львиного прайда;
б) увеличение процента жирности молока у коров
при изменении состава и режима кормления;
в) увеличение процента жирности молока у коров
высокопродуктивной породы;
г) потеря зрения у крота в результате эволюции.
29 . Фактором, определяющим направление эволюции, является:
а) изоляция;
б) мутация;
в) естественный отбор;
г) колебания численности популяций.
30 . Примером ароморфоза является:
а) появление легочного дыхания у
земноводных;
б) плоская форма тела у придонных рыб;
в) отсутствие цвета у пещерных животных;
г) наличие шипов и колючек у плодов растений.
31 . Наличие микробов в окружающей организм среде – это:
а) абиотический экологический фактор;
б) биотический экологический фактор;
в) антропогенный фактор;
г) ограничивающий фактор.
32. Примером биогеоценоза может служить:
а) пруд со всеми обитателями;
б) аквариум;
в) все живые обитатели пруда;
г) все представители флоры пруда.
33. Бурый медведь в природной экосистеме выступает в роли консумента третьего порядка, когда ест:
а) ягоды;
б) щуку;
в) кабана;
г) луковицы травянистых растений.
34 . Сигналом для начала миграций у перелетных птиц является:
а) наступление холодов;
б) возраст птенцов;
в) изменение долготы дня;
г) отсутствие корма.
35 . Неотъемлемым компонентом всех природных экосистем являются:
а) грибы и бактерии;
б) травоядные животные;
в) плотоядные животные;
г) насекомые.
36 . В пищевой цепи трава – кузнечики – ящерицы – совы для существования пары сов с общим весом в 5 кг необходимо травы:
а) 50 т;
б) 5 т;
в) 500 кг;
г) 2,5 т.
37 . Укажите, между какими видами могут возникать конкурентные взаимоотношения:
а) человек и тараканы;
б) ястреб и волк;
в) лось и мышь;
г) мустанг и бизон.
38 . Взаимоотношения человека и кишечной палочки – это пример:
39. Газовую функцию живого вещества на Земле осуществляют:
а) только растения;
б) растения и некоторые бактерии;
в) растения, бактерии и животные;
г) все живые существа.
40. «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Эти слова принадлежат:
а) Н.И. Вавилову;
б) В.И. Вернадскому;
в) Д.И. Менделееву;
г) К.Э. Циолковскому.
Ответы.
1 – а. 2 – а. 3 – б. 4 – в. 5 – г. 6 – б. 7 – б. 8 – б. 9 – а. 10 – в. 11 – а. 12 – б. 13 – в. 14 – а. 15 – а. 16 – б. 17 – в. 18 – г. 19 – в. 20 – г. 21 – б. 22 – г. 23 – б. 24 – в. 25 – в. 26 – б. 27 – в. 28 – б. 29 – в. 30 – а. 31 – б. 32 – а. 33 – б. 34 – в. 35 – а. 36 – б. 37 – г. 38 – г. 39 – г. 40 – б.
Выборочные задания из экзаменационной работы по биологии для 11-го класса
В настоящее время никто не сомневается, что первоначальную детерминацию пола обусловливают половые хромосомы.
Однако механизм их действия и даже общая картина хромосомного аппарата еще недостаточно изучены. Нет единого мнения о количестве хромосом даже у такого хорошо изученного вида, как домашняя курица. Матти сообщает, что хромосомы птиц наименее исследованы из всех классов позвоночных животных в связи с большим количеством хромосом у птиц и малой их величиной. Автор приводит следующие литературные данные о количестве хромосом у курицы: 28, 32, 36, 66, 74 и 78. Матти считает правильным последнее количество, причем крупных хромосом имеется всего 12. По-видимому, Ныокамер, Донелли и Фарбс, считая, что у кур имеется 5 пар соматических и 1 пара половых хромосом, учитывают только эти крупные хромосомы. Матти приводит также данные о количестве хромосом у ряда видов птиц: Oceanodroma lencorrhoa - 74, Phalacrocorax carbo - 70, Sternula albifrons - 66, Larus argentatus - 66, Brachyramphus marmoratus - 50, Lunda cirrhata - 50, Anas platyrhynchos - 80 и Coturnix coturnix - 78. Джафф и Фекхеймер обнаружили, что у кур, индеек и перепелов имеется 70-80 хромосом, и подчеркивают, что количество хромосом для каждого вида константно.
Все эти хромосомы, кроме одной пары, являются соматическими. В половых клетках самца содержится одна пара половых хромосом, которая, по мнению разных исследователей, является либо первой, либо пятой парой, а по новейшим данным - 4-5-й парой. Не решен до сих пор также вопрос о том, имеет ли самка птиц одну половую Х-хромосому или же одну Х-хромосому и одну Y-хромосому. Во всяком случае ясно, что пол у птиц определяет самка (у млекопитающих - самец), так как ее гаметы разные (гетерогаметный тип): половина содержит Х-хромосому, а половина - либо Y-хромосому, либо совсем не содержит половых хромосом, в то время как все гаметы самца содержат всегда одну Х-хромосому (гомогаметный тип). Даже в новейших исследованиях по этому вопросу имеются противоречия. Джафф и Фекхеймер считают, что у самок птиц имеется только одна половая хромосома, а Бамни с соавторами убедительно доказывает наличие второй хромосомы у самок кур, индеек и перепелов (которую авторы называют W-хромосомой), расположенной довольно далеко от первой (которую авторы называют Z-хромосомой) и имеющей в 8-10 раз меньший размер. Эта картина, как отмечают авторы, отличается от того, что имеет место у гетерогаметного пола млекопитающих (у самцов). У самцов птиц, по данным авторов, две половые хромосомы связаны между собою, составляя как бы одну хромосому.
Бенуа считает, что в Х-хромосомах содержится «мужской фактор - М», а в гамете без половых хромосом - «женский фактор - F». Поэтому при оплодотворении получаются зиготы либо FMM (обеспечивающие преимущество М и обусловливающие самца), либо FFMM (преимущество F - самка). Автор приходит к выводу, что это генетическое преимущество автоматически ориентирует развитие гонады в семенник или яичник, являясь первым агентом половой дифференциации. Развивая это положение, Ньюкамер, Донелли и Фарбс считают, что основным фактором, определяющим детерминацию пола, является соотношение между соматическими и половыми хромосомами.
Рассмотрим теперь, как представляют себе исследователи реализацию генных потенций при дифференциации пола. Одной из первых отметила доминантность женского полового гормона Данчакова. При введении женского гормона особям генетически мужского пола, по красочному выражению автора, «генетическая конституция мужских хромосом зародышевых клеток и соматических тканей оказывается бессильной сопротивляться энергичному стимулу гормона, вводящему антагонистические реакции доминантного пола - женского». Обсуждая роль генного механизма и половых гормонов в дифференциации полов, Вилье, Галагер и Кох считают, что мужская зигота у куриных эмбрионов содержит генетические факторы обоих полов и что первичным в детерминации мужского пола эмбриона является доминирование мужских генетических факторов над женскими; интерсексуальное же состояние следует считать интенсификацией женских факторов мужской зиготы инъецированными женскими половыми гормонами. Авторы отмечают удивительное сходство между действием генов и гормонов в детерминизме пола эмбриона. Считая, что кора и медулла гонады имеют противоположную половую тенденцию, Бенуа доказывает, что химические вещества, выделяемые генами с самого начала развития гонад, определяют развитие коры или медуллы в гонаде. Однако автор не уточняет ни химическую природу этих веществ, ни того, идентичны ли они гормонам, как считает Вольф, или нет. Домм считает, что гены обусловливают интенсивность гормональной секреции и тот гонадный компонент (кора или медулла), который имеет большую интенсивность секреции, детерминирует пол. В связи с тем что у амфибий в отличие от птиц гетерогамный пол мужской, у них более эффективен мужской гормон, а у птиц - женский. Поэтому автор считает, что дифференциация полов у птиц обусловливается женским гормоном, а мужской имеется у обоих полов, но подавляется женским. Автор приходит к заключению, что гетерогаметный пол имеет бисексуальный гормональный потенциал, т. е. самки птиц способны продуцировать и женский, и мужской гормоны. У некоторых круглоротых бисексуальность сохраняется и во взрослом состоянии, но у большинства позвоночных гермафродитизм - это аномалия. Вилье и Венигер приходят к сходному выводу, что гены контролируют количество продуцируемых гормонов, а от них в свою очередь зависит детерминация пола. Противоположное мнение высказывает Бёрнс. Автор считает, что первичные половые клетки не влияют ни на гистологическую структуру гонад, ни на детерминацию пола. По мнению автора, пол гонады определяется структурными элементами гонадообразующего участка, вне зависимости от генетической конституции включенных первичных половых клеток, которые даже в отношении образования гамет индифферентны, или бипотенциальны.
Приведем несколько экспериментальных работ, помогающих уяснить роль отдельных компонентов гонады в детерминации пола. Хаффен выяснила, что зародышевый эпителий самки всегда дифференцируется в кору яичника, вне зависимости от того, развивался ли он с медуллой самки или самца. Зародышевый же эпителий самца, взятый до половой дифференциации (5-6-й день инкубации), подвергается влиянию ткани, с которой он находится в контакте. Итак, данные автора показывают, что кора гонады самца и гонады самки неравноценны. Следовательно, концепции Бенуа и Бёрнса, придающих большое значение в детерминации пола тому, какой компонент гонады (кора или медулла) доминирует в развитии, неправильны. На основании результатов опытов по инъекции мужских и женских половых гормонов Гамильтон приходит к выводу, что нормальная, специфическая для данного пола форма регрессии мюллеровых каналов (с 5- 6-го дня - начала дифференциации мочеполовой системы, до 8- 9-го дня - начала регрессии каналов) происходит благодаря стимуляции гормонами неизвестных, генетически определяемых внутриклеточных рецепторов и что программированная инволюция мюллеровых каналов вызвана подавлением окислительных процессов и освобождением протеолитических и гидролитических энзимов, характерных для ткани, проходящей дегенерацию.
На основании того, что переделка женского пола при введении андрогенных гормонов не удается, а при гетеросексуальном парабиозе или имплантации самкам семенников бывает удачной, Вичи и Дэйл высказывают предположение об образовании животными раздельнополых видов веществ, подобных антителам, которые антагонистичны или полностью подавляют развитие половых желез противоположного вида.
Фабер косвенно показал связь между гонадотропным гормоном и детерминацией пола, опровергая мнение Вилье об отсутствии этой связи. Обобщая свои наблюдения по ряду видов птиц (мускусные утки, домашние утки, гибриды между ними, ястреба), автор обнаружил, что у пола, имеющего больший вес и размер тела, в гипофизе наблюдались ацидофильные клетки большего размера.
Поговорим о том, сколько хромосом у петуха и курицы. Как и у млекопитающих, клетки этих птиц имеют женский или мужской хромосомный набор. Ученые долгое время утверждали, что невозможно определить пол эмбриона курочки до определенного момента развития. Но с помощью лабораторных исследований удалось выяснить, что это не так. Клетки зародыша хранят информацию о половой принадлежности уже с третьей недели формирования.
О курицах и петухах
Куры – одни из распространенных жителей фермерских хозяйств. В благоприятных условиях они могут жить 12-15 лет. Но на практике такое встречается редко. Птицу забивают после 2-3 лет жизни, когда у нее падает яичная производительность. На крупных птицефабриках куриц отправляют на убой через год после первой кладки.
Средний вес самки – 3,5 кг, а яйценоскость — 120 яиц в год. Но производительность зависит от породы и условий содержания. Узнайте больше в статье «Что за птица домашняя курица».
Петух является хозяином курятника, знаменит своенравным характером и мужеством. Он главный зачинщики драк в стаде. Поэтому в курином семействе должен жить только один петушок. Иначе постоянно будут конфликты.
На каждого самца приходится около 10 курочек. Если их будет больше, начнутся проблемы со здоровьем и производительностью.
Главные отличия самцов от самок:
- длинный хвост;
- большие сережки;
- роскошное яркое оперение.
Гордостью петушков является мясистый алый гребень. Подробности в статье «Как должен выглядеть петух: описание птицы».
Поговорим о хромосомах
Где находятся
Это нуклеопротеидные структуры, располагающиеся в клетках организма птиц. Они являются носителями генетической информации, состоят из спиралеобразных молекул ДНК и белков.
Полный хромосомный набор кур называется кариотип. Он включает информацию о форме, размерах и численности генетического материала.
Хромосомы есть у всех живых организмов. Но у каждой птицы набор свой. Он постоянный и не меняется с возрастом.
Внешне структуры похожи на длинную нитку. На ней располагается множество бусинок – генов. Каждый ген занимает определенное место – локус.
За что отвечают
Гены никогда не передвигаются по хромосоме. Их задача – управление признаками индивидуума.
Хромосомы занимаются хранением и передачей накопленной информации от матери к потомству.
После многочисленных исследований ученые установили, сколько хромосом у курицы и петуха – 78. Это достаточно большое количество по сравнению с другими млекопитающими. Например, у людей их всего 46.
В ходе эволюции куры и петушки потерпели меньше всего генетических изменений, по сравнению с другими птицами.
Что определяет половую принадлежность птиц
78 хромосом бывает только у здоровых петушков или кур. Если во время формирования яиц у самки начнутся проблемы с развитием эмбриона, их количество может поменяться.
У кур XY – набор хромосом, у петухов – XX. У многих млекопитающих, в том числе человека, наоборот.
Ученые из Великобритании провели исследование здоровых эмбрионов кур. Выяснилось, что менее чем через день после оплодотворения определяется половая принадлежность эмбриона.
У других млекопитающих это происходит только после формирования репродуктивных желез. Данный факт удалось определить по выработке РНК-молекул.
Подробные инструкции об определении пола цыпленка до вылупления указаны в статье «Как можно определить пол цыпленка по яйцу».
Как узнать пол после вылупления читайте в статье «Петух или курица: как определять пол цыпленка».
Уважаемые фермеры! Если вы нашли полезную для себя информацию, поставьте, пожалуйста, лайк.