Биология. В 3-х томах. Т. 3

Бикарбонатная и фосфатная буферные системы крови препятствуют снижению рН из-за накопления избытка водородных ионов (Н⁺), образующихся в процессах метаболизма. Эти системы регулируют также содержание в крови углекислоты, образующейся при дыхании, не позволяя ей изменять рН плазмы (когда СО₂ еще находится в крови). Слишком сильным изменениям химического состава крови, которые могли бы сдвинуть рН с его нормальной величины, равной 7,4, препятствует дистальный извитой каналец: при снижении рН он экскретирует водородные ионы и задерживает ионы бикарбоната (гидрокарбоната), а при повышении рН, напротив, экскретирует ионы бикарбоната и задерживает ионы водорода. В результате этого рН мочи может колебаться в пределах от 4,5 до 8,5. Падение рН стимулирует также клетки почек к образованию иона аммония (NH⁺₄), который, обладая основным характером, реагирует с поступающими в почки кислотами и выделяется в виде аммонийных солей.

Глава 20. Размножение

Способность размножаться, т. е. производить новое поколение особей того же вида, — одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но конкретных родительских особей. Для вида смысл размножения состоит в замещении тех его представителей, которые гибнут, что обеспечивает непрерывность существования вида; кроме того, при подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность вида.

Каждая новая особь, прежде чем достигнуть стадии, на которой она будет способна к размножению (см. гл. 21), должна пройти ряд стадий роста и развития. Некоторые особи погибают, не достигнув репродуктивной стадии (или половозрелости) в результате уничтожения хищниками, болезней и разного рода случайных событий; поэтому вид может сохраниться лишь при условии, что каждое поколение будет производить больше потомков, чем было родительских особей, принимавших участие в размножении. Численность популяций колеблется в зависимости от баланса между размножением и вымиранием особей (разд. 12.6). Существует ряд различных стратегий размножения, каждая из которых имеет определенные преимущества и недостатки; все они будут описаны в этой главе.

20.1. Бесполое и половое размножение

Существуют два основных типа размножения — бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации.

Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет "сырье" для естественного отбора, а значит, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и будут иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому виды способны изменяться, т.е. возможен процесс видообразования (разд. 25.7). Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей — процесса, называемого генетической рекомбинацией и составляющего важную особенность полового размножения; в примитивной форме генетическая рекомбинация встречается уже у некоторых бактерий (разд. 2.2.4).

20.1.1. Бесполое размножение

При бесполом размножении потомки происходят от одного организма, без слияния гамет. Мейоз в процессе бесполого размножения не участвует (если не говорить о растительных организмах с чередованием поколений; см. разд. 3.3.1), и потомки идентичны родительской особи. Идентичное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном. Члены одного клона могут быть генетически различными только в случае возникновения случайной мутации. Высшие животные не способны к бесполому размножению, однако в последнее время было сделано несколько успешных попыток клонировать некоторые виды искусственным образом; мы их рассмотрим в дальнейшем.

Существует несколько типов бесполого размножения. Подробное описание этого процесса у некоторых организмов, упоминаемых ниже, можно найти в соответствующих разделах глав 2, 3 и 4.

Деление

Делением размножаются одноклеточные организмы: каждая особь делится на две или большее число дочерних клеток, идентичных родительской клетке. Делению клетки предшествует репликация ДНК, а у эукариот — также деление ядра. В большинстве случаев происходит бинарное деление, при котором образуются две идентичные дочерние клетки. Так делятся бактерии, многие простейшие, такие как амеба или парамеция, и некоторые одноклеточные водоросли, например эвглена. При подходящих условиях это приводит к быстрому росту популяции, как было описано в разд. 2.2.4, где речь шла о бактериях.