Кто появился раньше — курица или яйцо?
Как ни странно, на этот знаменитый вопрос можно дать однозначный ответ — раньше появилось яйцо. Только это яйцо было совсем не куриное. Или, может быть, не совсем куриное.
Но сначала, чтобы ответ был понятнее, нужно разобраться в том, что же такое курица и что такое куриное яйцо. Казалось бы, что тут объяснять? Все это и так знают: яйца мама покупает в магазине, а курицу все дети видели на картинке или в зоопарке (а кое-кто и на воле, в деревне). Однако на самом деле вещи часто совсем не похожи на то, чем они кажутся, если на них просто посмотреть.
С яйцом тут надо быть особенно осторожным. Смотришь на него — вроде бы куриное… И вдруг — хлоп! А из него вылупляется крокодил (рис. 2). Тут может получиться опасная путаница, как в повести Булгакова «Роковые яйца» (по мне так это роман по всем главным диагностическим признакам, но тут литературоведам виднее).
А всё потому, что все яйца более-менее похожи. Не обязательно внешне: по внешнему виду можно спутать куриное яйцо с крокодильим, но никто, конечно, не спутает икринку лягушки или рыбы с куриным яйцом.
Но по сути это одно и то же — оплодотворенные яйцеклетки.
Яйцеклетки по устройству в принципе похожи на обычные клетки. У них тоже есть ядро, цитоплазма и внешняя мембрана. Поверх нее почти всегда есть еще тонкая оболочка из белков. Но куриное яйцо гораздо крупнее обычной яйцеклетки и сложнее устроено. Диаметр обычной клетки — одна сотая или одна пятидесятая миллиметра. Диаметр яйцеклетки человека — около одной двадцатой миллиметра. Яйцеклетка лягушки — икринка — без оболочки имеет диаметр около одного миллиметра. Яйцеклетка курицы — это желток яйца. Ядра в ней не видно, потому что оно маленькое и прозрачное. А всё остальное, белок и скорлупа, — это сложно устроенные оболочки (рис. 3). Ими курица одевает свою яйцеклетку, чтобы защитить будущего цыпленка от высыхания, болезнетворных бактерий и прочих невзгод.
Кажется, некоторые люди до сих пор думают, что желток — это ядро яйцеклетки, белок — цитоплазма, а скорлупа — оболочка. Я как-то раз, лет пятнадцать назад, был свидетелем того, как это объяснял на уроке учитель биологии.
В данном случае учитель был неправ! (Даже отчасти понятно, откуда ветер дует: геологи и географы злоупотребляют сравнением яйца с Землей: желток — ядро, белок — мантия, а скорлупа — земная кора.)
Как в ядре любой клетки, в ядре яйцеклетки содержится наследственная информация. Она записана на особых очень длинных молекулах (они называются ДНК). Что такое наследственная информация, в первом приближении можно объяснить даже тому, кто ничего не знает о молекулах. Это информация про то, как сделать из яйца курицу или человека. Информация записана буквами в одну строчку. Длина этой записи у курицы — примерно два с половиной миллиарда букв. Разных букв у всех организмов всего четыре. И из них составляются слова только из трех букв. Из таких слов состоят фразы (они называются гены). Фразы довольно длинные. В них может быть и сто слов, и тысяча. Каждая фраза, если клетка её прочтет, превращается в белок — сложную молекулу-машинку.
Именно белки сокращают наши мышцы, переносят кислород от легких, укрепляют кости и хрящи, делают для нас всякие другие вещества.
И от состава белков зависит цвет наших волос и глаз, форма носа и ушей, а во многом даже черты характера и интеллект. И вообще все наши признаки, в том числе и видовые различия между курицей, крокодилом и человеком.
На самом деле «строчка» в клетках курицы порезана на 78 отрезков. Эти отрезки называются хромосомы. Клетка умеет копировать информацию — изготавливать второй экземпляр каждой хромосомы. Потом каждый отрезок очень плотно наматывается на особые катушки из белков — чтобы их легче было делить. А после этого ядро и сама клетка могут поделиться пополам.
У курицы или человека тело состоит из сотен миллиардов клеток, и все они происходят от яйцеклетки. Причем куриные клетки очень похожи на человеческие. Глядя на курицу и человека, догадаться об этом непросто! И в ядре каждой клетки у курицы и человека есть информация о целом организме.
Кажется, что сто миллиардов клеток — это очень много. Но на самом деле яйцеклетка и ее потомки могут делиться быстро — допустим, раз в час.
Тогда через десять часов клеток будет уже примерно 1000 (2×2×2×2×2×2×2×2×2×2 = 1024). Через двадцать часов — миллион. Через тридцать — миллиард. Еще 5–6 часов — и нужное число достигнуто! Так что клеткам особенно можно и не спешить. Ведь на самом деле цыпленок развивается за 21 день.
Правда, если взять одну клетку курицы с ядром и посадить в питательную среду, то целую курицу таким способом не получишь (хотя с растениями этот номер проходит). Обычно клетки животных помнят, «кем они работали» в целом организме (см. Как клетки понимают, что одни должны стать волосами, другие костями, третьи мозгами и т. п.? И из какого центра им подаются команды?) и сохраняют свои свойства при размножении вне организма. Чтобы получить из обычной клетки целое животное, нужно извлечь из нее ядро и поместить его внутрь яйцеклетки (а ядро яйцеклетки убрать или разрушить). Тогда можно получить целый организм.
С курами и крокодилами этого не делают — с их яйцеклетками трудно работать. А вот с лягушками, мышами и многими другими млекопитающими уже научились.
Значит, в цитоплазме яйцеклетки есть какие-то важные вещества, которые помогают так прочитать наследственную информацию, чтобы получить целый организм. Кроме того, две копии информации в яйцеклетках не совсем обычные. Одна копия в виде набора из 39 хромосом, то есть из 39 молекул ДНК, — от курицы. Вторую копию (тоже в виде набора из 39 хромосом) дает петух. Сперматозоид петуха сливается с яйцеклеткой, пока у нее еще нет скорлупы. Потом курица одевает яйцеклетку дополнительными оболочками, откладывает яйцо и начинает его насиживать. Ядро яйцеклетки удваивает все 78 хромосом, и по 78 хромосом попадает в каждую дочернюю клетку.
Яйцеклетки есть практически у всех животных и растений. А как обстоит дело у других организмов — одноклеточных? Одноклеточные организмы, такие как амёба, внешне очень сильно отличаются от людей и куриц. Но способ записи информации и деления клеток у них почти одинаковые. Информация о строении клетки амёбы содержится в единственном ядре. При размножении сначала делится ядро, а потом клетка, и получаются две новые амёбы.
А яйцеклеток и сперматозоидов у амёбы нет.
Но у многих одноклеточных организмов тоже есть яйцеклетки. «Яйца» эти внешне не очень похожи на куриные. И ведут они себя по-другому. После слияния со сперматозоидом они быстро делятся несколько раз, а потом образовавшиеся клетки разбегаются по своим делам. Так ведут себя, например, яйца одноклеточной зеленой водоросли-хламидомонады (рис. 4).
Когда-то на Земле жили только одноклеточные организмы. Значит, от каких-то из них произошли многоклеточные животные. Ученые точно не знают, где и когда жили одноклеточные, которые стали нашими предками. Вероятно, жили они на мелководье морей, а предполагаемые сроки — примерно от миллиарда до 700 миллионов лет назад. Но что удивительно — некоторые гены в их яйцах уже были почти точно такие же, как у курицы. Это известно наверняка, потому что такие гены вообще почти одинаковые у всех организмов из клеток с ядром. (Подумайте сами, за что такие гены могут отвечать.) Таким образом, «прото-прото-куриные» яйца существовали за миллиард лет до куриц.
А потом у какого-то нашего далекого предка клетки со жгутиками, образующиеся при делении яйца, перестали разбегаться. Они оставались склеенными. Можно сказать, что это был первый «цыпленок» — будущее животное. Что предположительно происходило дальше — желающие родители могут почитать вот в этой научной статье. Постепенно в таких яйцах менялись гены — какие-то терялись, какие-то удваивались, некоторые новые появлялись (как это происходит, мы разберем в другой раз). Из таких яиц выходили существа, всё больше похожие на куриц. Из яиц (икринок) начали выходить рыбы. Потом, примерно 400 миллионов лет назад, некоторые рыбы научились дышать воздухом и ходить по дну на коротких лапах. А немножко позже некоторые из них начали выползать на сушу. Постепенно они превратились в земноводных, похожих на тритонов. Яйца (икринки) они еще очень долго откладывали в воде. Наконец появились пресмыкающиеся. Они «научились» одевать яйца скорлупой и откладывать их на суше (к ним относятся и крокодилы — кстати, наиболее близкие родственники птиц из числа современных рептилий).
У пресмыкающихся так устроены ноги, что им трудно долго бегать. А уметь быстро и долго бежать бывает, конечно, очень полезно. И нашлись такие пресмыкающиеся, которые «научились» это делать. Но для этого им пришлось встать на задние лапы. Так появились динозавры.
Тут уже до птиц было совсем недалеко. Все динозавры откладывали яйца, и некоторые их насиживали. Некоторые из динозавров, видимо, вообще были очень умными, могли опекать и воспитывать своих «цыплят». Они были почти такие же умные, как куры (а куры — вопреки распространенному о них мнению — очень умные и хитрые птицы). И наконец, у некоторых таких динозавров чуть-чуть поменялись гены, и чешуя на их теле постепенно превратилась в перья. А сами динозавры (точнее, некоторые из них) вовсе не вымерли — они превратились в птиц.
Таким образом, первое настоящее яйцо животных появилось, вероятно, больше 700 миллионов лет назад, а может, и больше миллиарда. Первые яйца динозавров, уже очень похожие на куриные, появились около 225 миллионов лет назад.
А первые куры — более-менее близкие родственники современных кур — появились всего 90 миллионов лет назад. Вот насколько яйцо старше! А то, что первые яйца были не куриные, — так про это в вопросе и не спрашивается…
Ответил: Сергей Глаголев
ГБОУДПОРО «ЦПК» — Ростов-на-Дону — Главная
Дистанционное обучение
Профессиональная переподготовка
Профессиональное обучение
Мастер-классы
Обучение педагогов, воспитателей
Обучение населения
18 июня — День медицинского работника
12 июня — День России
5 июня — Всемирный день окружающей среды
12 мая — Международный день медицинской сестры 2023
9 мая — День Победы 2023
1 мая — Праздник Весны и Труда 2023
×Ошибка
RuntimeException: Error decoding JSON data: Control character error, possibly incorrectly encoded in /var/www/cpk/data/www/cpkmed.
ru/libraries/vendor/joomla/registry/src/Format/Json.php:78
Stack trace:
#0 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/libraries/vendor/joomla/registry/src/Registry.php(370): Joomla\Registry\Format\Json->stringToObject(‘{«show_title»:0…’, Array)
#1 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/libraries/vendor/joomla/registry/src/Registry.php(76): Joomla\Registry\Registry->loadString(‘{«show_title»:0…’)
#2 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/components/com_content/models/article.php(165): Joomla\Registry\Registry->__construct(‘{«show_title»:0…’)
#3 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/libraries/src/MVC/View/HtmlView.php(425): ContentModelArticle->getItem()
#4 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/components/com_content/views/article/view.html.php(42): Joomla\CMS\MVC\View\HtmlView->get(‘Item’)
#5 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/libraries/src/MVC/Controller/BaseController.php(672): ContentViewArticle->display()
#6 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.ru/components/com_content/controller.php(118): Joomla\CMS\MVC\Controller\BaseController->display(true, Array)
#7 /var/www/cpk/data/www/cpkmed.
Разработка и поддержка сайта — АО «Региональный межотраслевой центр информации и технологий»
Факты о слизевом грибке
Жизненный цикл
Большие ярко окрашенные сети трубок, которые мы видим, являются взрослой формой слизевика, называемого плазмодием, но они проходят несколько стадий в своей жизни.
Споры — с чего все начинается
Слизевики имеют примитивную форму полового размножения. Ядра плазмодиев диплоидны — имеют два набора хромосом. Если организм подвергается воздействию света в течение нескольких дней, плазмодий слипается и образует короткие стебли с крошечными грибовидными шляпками. В конце этих стеблей ядра подвергаются мейозу — хромосомы перетасовываются, и ядра делятся, образуя гаплоидные споры — всего один набор хромосом. Эти грибовидные плодовые тела называются спорангиями.
Фаза амебы
Создание спорангиев (капсул со спорами) смертельно для слизевика — конец взрослого организма, но его споры рассеиваются ветром и прорастают, когда приземляются во влажном месте. Из спор вылупляются амебы (строго говоря, миксамебы). Под микроскопом они неотличимы от обычных амеб — они питаются, поглощая бактерии, и размножаются, разделяясь надвое. Если вещи становятся сухими, они образуют кисту, которая может противостоять обезвоживанию до тех пор, пока условия не улучшатся, а если вещи становятся слишком влажными, они отращивают жгутики (хвосты) и переходят в форму свободно плавающих клеток.
Так они могут жить независимо бесконечно долго, это крайняя форма чередования поколений, которую мы наблюдаем у папоротников и мхов. Амебы на самом деле являются гаметами — половыми клетками. У большинства видов на Земле есть гаметы двух разных размеров: одна большая и неподвижная — яйцеклетка или яйцеклетка, а другая — меньшая и подвижная — сперма или пыльца. Это не относится к слизевикам, все их половые клетки имеют одинаковый размер и форму, это называется изогамией. Что определяет, способны ли они оплодотворять друг друга, так это набор генов, которые формируют тип спаривания клеток — средняя слизевик может иметь сотни различных типов спаривания, максимизируя потенциальное количество партнеров.
Plasmodia — взрослая слизь
Когда встречаются две амебы с совместимыми типами спаривания, их клетки сливаются, а их ядра сливаются, превращаясь из гаплоидных в диплоидные. Как только это происходит, клетка перестает делиться, но ядра делятся — клетка просто расширяется и образует новый плазмодий.
В некоторых случаях одна плазмодиальная слизь может занимать площадь в несколько квадратных метров.
Высыхание
Большинство слизевиков живут в опавших листьях, гниющей древесине или почве — влажных местах, они очень уязвимы к высыханию, но это не всегда проблема для них.
Склероции
Плазмодии могут выстоять, образуя склероции ( склероции во множественном числе ). Это затвердевшая масса ткани, которая полностью высохнет и может сохраняться годами. Если он намокнет, он реактивируется, и слизевики возобновят свою прежнюю жизнь.
Кисты
Клетки амеб и роевиков, которые начинают высыхать, утолщают свою клеточную стенку и образуют кисту — прочную одноклеточную структуру, которая выдерживает высыхание и просыпается, когда снова становится влажной.
Фаза амебы
Плавающие жгутиковые клетки
Склероции
Спорангии
90 005
вероятность — Интервью Амебы Вопрос
Как и , ответ Майка Андерсона говорит, что вы можете приравнять вероятность вымирания рода амебы к сумме вероятностей вымирания потомства.
92 + \frac{1}{4} p + \frac{1}{4}$$
с корнями $p=1$, $p=\sqrt{2}-1$ и $p=- \sqrt{2}-1$.
Остается вопрос, почему ответ должен быть $p=\sqrt{2}-1$, а не $p=1$. Это, например, задано в этом дублирующем вопросе интервью Amoeba: P (N = 0) 1 или 1/2? .
В ответе от shabbychef поясняется, что можно посмотреть на $E_k$ математическое ожидание размера населения после $k$-го деления и посмотреть, уменьшается оно или растет. Мне кажется, что в этой аргументации есть некоторая косвенность, и мне кажется, что она не полностью доказана.
- Например, в одном из комментариев Whuber отмечает, что у вас может быть растущее математическое ожидание $E_k$, а также вероятность исчезновения в $k$-м шаге подхода 1. В качестве примера вы можете ввести катастрофическое событие, уничтожающее всю популяцию амеб, и оно происходит с некоторой вероятностью $x$ на каждом этапе. Тогда линия амебы почти наверняка погибнет. Тем не менее, ожидаемый размер популяции на шаге $k$ растет.
- Кроме того, ответ оставляет открытым то, что мы должны думать о ситуации, когда $E_k = 1$ (например, когда амеба делится или не делится с равной, 50%, вероятностью, тогда линия амебы вымирает с вероятностью почти $1$, хотя $E_k= 1$)
Альтернативное происхождение.
Обратите внимание, что решение $p=1$ может быть пустой истиной. Мы приравниваем вероятность вымирания рода родителей к вымиранию потомства.
- If ‘вероятность вымирания рода ребенка равна $1$’.
Тогда ‘вероятность вымирания родительской линии равна $1$’.
Но это означает, что , а не , верно то, что «вероятность того, что род ребенка вымрет, равна $1$». Это особенно ясно, когда всегда будет ненулевое число потомков. Например. представьте уравнение: 92 — \frac{3}{4} p_k + p_1 = f(p_k) $$
