Биология. В 3-х томах. Т. 3

Анэуплоидия может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n + 1, 2n + 1 и т.п.) или в нехватке какой-либо хромосомы (п — 1, 2n — 1 и т.п.). Анэуплоидия может возникнуть, если в анафазе I мейоза гомологичные хромосомы одной или нескольких пар не разойдутся. В этом случае оба члена пары направляются к одному и тому же полюсу клетки, и тогда мейоз приводит к образованию гамет, содержащих на одну или несколько хромосом больше или меньше, чем в норме (рис. 23.30). Это явление известно под названием нерасхождения. Когда гамета с недостающей или лишней хромосомой сливается с нормальной гаплоидной гаметой, образуется зигота с нечетным числом хромосом: вместо каких-либо двух гомологов в такой зиготе их может быть три или только один.

Рис. 23. 30. Нерасхождение хромосом при гаметогенезе и результаты слияния образующихся при этом аномальных гамет с нормальными гаплоидными гаметами. Это приводит к различным формам полисомии, при которой число хромосом может быть равно 2n+1 (трисомия), 2n+2 (тетрасомия), 2n+3 (пентасомия) и т. д. или же 2n-1 (моносомия) — в зависимости от числа гомологичных хромосом, не разошедшихся нормальным образом

Зигота, в которой число хромосом меньше диплоидного, обычно не развивается, но зиготы с лишними хромосомами иногда способны к развитию. Однако из таких зигот в большинстве случаев развиваются особи с резко выраженными аномалиями. Одна из наиболее часто встречающихся хромосомных мутаций, возникающих у человека в результате не расхождения, -трисомия-21, или синдром Дауна (2n = 47). Эта аномалия, названная так по имени врача, впервые описавшего ее в 1866 г., вызывается не расхождением хромосом 21 (рис. 23.31). К числу ее симптомов относятся задержка умственного развития, пониженная сопротивляемость болезням, врожденные сердечные аномалии, короткое коренастое туловище и толстая шея, а также характерные складки кожи над внутренними углами глаз, что создает внешнее сходство с представителями монголоидной расы. Синдром Дауна и другие сходные хромосомные аномалии чаще встречаются у детей, рожденных немолодыми женщинами. Точная причина этого неизвестна, но, по-видимому, она как-то связана с возрастом яйцеклеток матери.

Таблица 23.8. Фенотипические отклонения, обусловленные нерасхождением половых хромосом у человека

Рис. 23.31. Хромосомы женщины с синдромом Дауна. Нерасхождение хромосом G21 в одной из гамет привело к трисомии по этой хромосоме. Полный набор хромосом индивидуума, подобный представленному на этой фотографии, называют кариотипом

Возможно также нерасхождение мужских и женских половых хромосом, которое приводит к анэуплоидии, влияющей на вторичные половые признаки и плодовитость, а иногда и на умственное развитие (табл. 23.8)[15].

Полиплоидия

Гаметы и соматические клетки с увеличенным числом хромосом, кратным гаплоидному числу, называют полиплоидными; приставки три-, тетра- и т.д. указывают, во сколько раз увеличено число хромосом, т.е. степень плоидности: 3n-триплоид, 4n-тетраплоид, 5n-пентаплоид и т.д. У растений полиплоидия встречается гораздо чаще, чем у животных. Например, из 300 тысяч известных видов покрытосеменных примерно половина — полиплоиды. Относительная редкость полиплоидии у животных объясняется тем, что увеличенное число хромосом значительно повышает вероятность ошибок при мейозе во время гаметогенеза. Что касается растений, то большинство из них способно к вегетативному размножению, поэтому они могут эффективно воспроизводиться и в полиплоидном состоянии. Полиплоидные организмы часто обладают благоприятными признаками — более крупными размерами, выносливостью, устойчивостью к заболеваниям. Большинство наших культурных растений — полиплоиды, образующие крупные плоды, запасающие органы, цветки или листья.

Существуют две формы полиплоидии-аутополиплоидия и аллополиплоидия.