Самые необычные формы беременности в мире животных. Непорочное зачатие в животном мире и у людей

Странная беременность

Опухшие колени, боли в спине, кислотный рефлюкс – беременность может быть просто ужасным состоянием. Но люди – не единственные существа, вынужденные смиряться с некоторыми неудобствами для воспроизведения . Давайте посетим галерею примеров странного вынашивания потомства, от кажущейся бесконечной беременности до отцов, взваливших бремя на свои плечи.

Вынашивание слоненка

Слоны могут похвастаться самым продолжительным периодом вынашивания среди всех наземных животных – до 23 месяцев. Кроме того, их детеныши самые крупные: новорожденный слоненок весит около 105 килограммов.

Неоторопливая плащеносная акула

Однако плащеносные акулы оставляют слонов с носом. Эмбрионы этих примитивных угреобразных животных растут чрезвычайно медленно, за месяц они увеличиваются лишь на 1,4 сантиметра. При такой скорости роста общая продолжительность беременности плащеносной акулы составляет около трех с половиной лет.

Беспроблемные опоссумы

На другой стороне этого многообразия находятся опоссумы, у которых воспроизведение проходит очень легко и просто. У них беременность длится всего около 14 дней. Будучи млекопитающими, опоссумы рожают беспомощных детенышей , которых донашивают в своей сумке два-три месяца.

Беременный папа

Самцы морских коньков известны своим чрезмерным отцовским инстинктом ; они даже играют роль инкубатора яиц. Самки помещают неоплодотворенные яйцеклетки в карман на животе самца. Он их оплодотворяет и защищает в течение нескольких недель, а затем рожает от 5 до 1500 мальков (обычно около 200 у большинства видов). Ну а после этого – доброго пути! Ведь морские коньки не кормят молодняк.

Множество в помете

Что может быть милее, чем щенок? Может быть, 24 щенка? Именно столько появилось на свет в одном наибольшем помете из когда-либо зарегистрированных и внесенных в Книгу рекордов Гиннеса . Самка неаполитанского мастиффа по имени Тия родила этот рекордный выводок в 2004 году в Великобритании, но выжило 20 щенков.

Неутомимая морская свинка

Это известное всем детям животное обладает первоклассными способностями к размножению. Морские свинки могут забеременеть в возрасте лишь 4 недель от рождения. И они действительно неутомимы: у большинства самок течка начинается уже через 2-15 часов после родов.

Заботливые осьминоги

Да, с технической точки зрения осьминоги не беременеют. Они откладывают яйца. Но их схема воспроизводства достаточно странная, чтоб заслуживать упоминания. Самцы осьминогов вкладывают пакеты со спермой – сперматофоры – в самок при помощи щупальца под названием гектокотиль. Самка может сохранять сперматофор до тех пор, пока не будет готова оплодотворить примерно 200 тысяч своих яйцеклеток. После этого она откладывает их около своего убежища или прикрепляет ко дну. После этого самка неустанно охраняет потомство и насыщает его кислородом, нагнетая вокруг воду.

Бремя дельфинов

Для дельфинов беременность – это настоящее бремя. Когда матери плавают с почти доношенным ребенком в утробе, нагрузка на их тело увеличивается на 50 процентов в сравнении с небеременными родичами. Беременность дельфинов длится около года.

Развитие броненосца

Девятипоясные броненосцы могут приостанавливать беременность. Как и некоторые виды млекопитающих, такие как медведи и барсуки, броненосцы практикуют задержанную имплантацию зародыша. Они сберегают эмбрион в состоянии спячки, пока не появятся подходящие условия для беременности. Броненосцы вынашивают эмбрионов (обычно одинаковую четверню) в течение примерно четырех месяцев, но из-за задержанной имплантации малыши обычно рождаются не раньше, чем через 8 месяцев после совокупления.

Рождение шимпанзе

Шимпанзе являются самыми близкими биологическими родственниками человека, потому неудивительно, что они рожают, как люди. Детеныши шимпанзе выходят из родового канала отвернутыми от матери, указывается в исследовании 2011 года. У большинства приматов дети рождаются лицом к матери, а потому она может быстро подхватить малыша. Некоторые антропологи подозревают, что человеческая склонность рождаться отвернутыми от матери привела к необходимости в предоставлении помощи во время родов , но опыт шимпанзе отрицает этот факт.

«Непорочное зачатие» является центральной темой во многих религиозных историях. При вмешательстве божественных сил женщина рожает ребенка, оставаясь при этом девственницей. Однако в реальной жизни подобные «девственные роды» невозможны среди Homo sapiens, и у любых видов млекопитающих.

Значит ли это, что непорочное зачатие невозможно в животном мире? Удивительно, но нет. Существует такой термин как «партеногенез», он применим к форме бесполого размножения, которое может проявляться как у растений, так и у животных. В последнем случае это означает, что эмбрион развивается из неоплодотворенного яйца. Иногда это является вопросом выживания, позволяя самкам производить потомство, если мужских особей мало или вовсе нет. А бывает, что партеногенез может быть вызван внешними причинами, такими как инфекционное заболевание.

Вот топ-10 животных, которые имеют природный дар непорочного зачатия.

Эти паукообразные наиболее известны благодаря своему ядовитому оружию — жалу на хвосте. Но, возможно, более страшным, чем наличие жала, является тот факт, что некоторые из этих восьминогих ночных кошмаров могут воспроизводить себе подобных без помощи партнера. Есть девять разновидностей партеногенетических скорпионов, способных производить от двух до нескольких десятков ядовитых скорпиончиков, в зависимости от вида.

9. Акулы

Известно, что партеногенез встречается у нескольких видов акул, в том числе у зебровой акулы и даже некоторых видов акулы-молота. Это явление в основном наблюдалось в неволе, когда самки были изолированы от самцов. Самый известный случай непорочного зачатия у зубастых хищниц был зафиксирован в 2016 году, когда зебровая акула по кличке Леони, проживающая в одном из австралийских океанариумов произвела на свет троих акулят. При этом ее последний партнер был переведен в другой океанариум еще в 2012 году. Генетический анализ Леони и ее потомства показал, что у детенышей есть только гены матери.

Это, скорее всего, эволюционная черта, позволяющая виду выживать при небольшом количестве доступных самцов. Однако исследователи опасаются, что это может привести к отсутствию генетического разнообразия и поставить под угрозу долгосрочную выживаемость акул в дикой природе.

8. Драконы острова Комодо

Эти ядовитые и острозубые вараны, напоминающие мини-динозавров — удивительно пугающие существа. Добавьте к грозной внешности комодских драконов способность воспроизводить потомство партеногенетически, и они становятся одними из .

Партеногенез у драконов Комодо, предположительно, является следствием их удаленной среды обитания, где мужские особи не всегда находятся рядом. Юные «дракончики», вылупившиеся из яиц, получают весь необходимый генетический материал от своей матери. При этом рождаться с помощью непорочного зачатия могут как самцы, так и самки.

7. Палочники

Привиденьевые, они же палочники — это насекомые, которые весьма успешно «подстраиваются» под окружающую среду. Вы вряд ли отличите их от маленькой веточки или листика, благодаря чему они и получили свое название.

Считается, что этот эффективный камуфляж, а также другие оборонительные черты появились, чтобы помочь палочникам выжить и отгонять хищников. Но еще одна удивительная эволюционная особенность, которой обладают лишь некоторые виды палочников — это способность к рождению потомства без помощи оплодотворения. Причем в естественных условиях самцы и самки спариваются без каких-либо ограничений, а вот в лабораторных условиях одинокие самки не ждут, пока к ним подселят симпатичного соседа, а откладывают неоплодотворенные яйца.

6. Змеи

Боа-констрикторы и сетчатые питоны () — вот лишь некоторые виды змей, способных к непорочному зачатию. Вначале ученые считали, что способность змей воспроизводить потомство без самцов «активируется» лишь в отсутствие этих самых самцов. Однако затем выяснилось, что некоторые виды змей откладывают яйца даже тогда, когда поблизости есть мужские особи.

Любопытно, что партеногенез змей обычно приводит к появлению меньшего количества змеенышей, а также к потомству с более коротким периодом жизни. Поэтому есть теория, что процесс непорочного зачатия провоцируют внешние факторы, такие как бактериальная или вирусная инфекция.

5. Пауки оонопиды

Хотя на фото эти пауки выглядят весьма грозно, в реальности их длина — менее трех миллиметров. И опасны они могут быть разве что для Человека-муравья.

До сих пор найдены только самки этого вида, что побудило исследователей предположить, что они размножаются строго партеногенетически.

4. Медоносные пчелы

Пчелиная матка — как правило, единственная самка в улье, способная откладывать оплодотворенные яйца. Но когда умирает королева, некоторые рабочие пчелы могут откладывать яйца партеногенетически, пытаясь продлить жизнь улья. В этих тяжелых обстоятельствах рабочие производят яйца, из которых может появиться не только трутень, но и женская особь, которая, если повезет, разовьется в пчеломатку. Однако в случае неудачи вся пчелиная колония рушится.

Однако у южноафриканских капских пчел самооплодотворение самок является нормой, а не редким явлением, как у других видов.

3. Улитки мелании

Хотя несколько разновидностей улиток имеют способность воспроизводить потомство путем партеногенеза, улитки мелании (они же песчаные) предпочитают именно непорочное зачатие. У этих созданий нет естественных хищных врагов, и их часто покупают для разведения в аквариумах. Среди меланий встречаются и самцы, вот только у многих из них гениталии нефункциональны. А размножается улитка двумя способами: либо партеногенетическим, либо яйцевидным.

Во втором случае яйца находятся внутри матери до тех пор, пока новые улитки не будут готовы вылупиться.

2. Индейки

Партеногенез наблюдался у некоторых пород одомашненных индеек. Если самцов отделить от самок, то может запуститься механизм партеногенеза. При этом самочки, которые находятся в пределах слышимости самцов, размножаются бесполым образом чаще, чем их «подруги», которые находятся далеко от самцов.

1. Мексиканская хлыстохвостая ящерица

На первом месте в рейтинге животных, способных к непорочному зачатию, находятся ящерицы рода Cnemidophorus neomexicanus. Их родина — Нью-Мексико.

Этот вид является полностью женским и полностью партеногенетическим. Самцы для размножения совершенно не нужны, и они погибают сразу после рождения.

Интересный факт! Теория, касающаяся этих странных ящериц, гласит, что для стимулирования овуляции самкам нужна имитация секса с другими самками. Из-за этого хлыстохвостых ящериц прозвали «лесбийскими ящерицами». В каждом брачном сезоне роли у «сексуальных партнеров» меняются. То есть ящерица, которая выполняла в прошлом роль «мужчины» может в новой брачной игре отыгрывать «женскую» роль, и наоборот.

Удивительно, но некоторых любопытных людей волнует вопрос, можно ли забеременеть от животного . При половом сношении это невозможно. Оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом происходит лишь в том случае, когда каждая из хромосом составляет идентичные по функционалу пары генов. На данном этапе развития, между людьми и животными существует большая разница, которая и приводит к фатальным перебоям в процессе оплодотворения. Скрещивание может осуществляться только в естественном процессе без вмешательства генной инженерии, но такой способ подходит только для очень близких по генетическим показателям родственникам. К примеру, известно, что при скрещивании лошади и осла в результате оплодотворения получается особь бесплодного мула.

Ближайшими родственниками человека являются приматы. Но на данном этапе развития наш генетический код настолько различен с их генетическим кодом, что говорить о естественном скрещивании невозможно.

Генная инженерия

Наши древние предки неандертальцы, ещё в доисторические времена, возможно, скрещивались с другими человекообразными существами, определяя, таким образом, генотип будущего человечества.

Вопрос о том, можно ли забеременеть от животного с помощью генной инженерии, на первый взгляд кажется нерешенным, однако это не так. Хотя люди и животные принадлежат к классу млекопитающих, их генные структуры настолько различны, что зачатие просто не может произойти. Если взять, к примеру, хромосомный набор собаки и человека, то мы увидим, насколько они различны, а это значит, что даже при прямом попадании семенной жидкости во влагалище, никакого зачатия не наступит, а напротив - произойдет взаимное отторжение.

Проводились опыты по искусственному скрещиванию человеческих эмбрионов с животными в Великобритании. Ранее это было запрещено законом, но сейчас небольшие изменения в великобританском законодательстве об оплодотворении и эмбрионологии позволяют это делать.

Эти эксперименты проводились в лабораториях на территории английского королевства в течение 3-ех лет, и в результате были выращены 155 эмбрионов. Эти эмбрионы являются носителями, как человеческого генетического материала, так и животного генома. Их создавали для борьбы человечества с опасными заболеваниями.

Многие были взбудоражены и возмущены этими экспериментами, посчитав оскорбительным для Великобритании проведение опытов с генетическим материалом человека. Также поступали заявления и высказывания о том, что эти эксперименты не только неэтичны, но и отбрасывают тень на все человечество в целом.

В ответ на это исследователи убеждают, что с помощью стволового материала, извлеченного из этих эмбрионов, можно будет излечить рак. Поживем-увидим...

Большинству живых организмов, размножающихся половым путем, для появления потомства необходимы и мужские, и женские половые клетки. Однако в некоторых случаях процесс размножения осуществляется без участия мужской особи. Такое непорочное зачатие называется партеногенезом.

В отличие от вегетативных (бесполых) способов размножения, таких как деление и почкование, партеногенез происходит с участием половых клеток, но только женских. Неоплодотворенная яйцеклетка начинает делиться, развивается в зародыш, а дальше следуют все биологические процессы, свойственные обычному половому размножению.

У большинства животных, практикующих партеногенез, этот способ размножения имеет факультативный характер, то есть проявляется при определенных условиях. Но есть и такие, которые размножаются только путем партеногенеза, не чередуя его с обычным.

Самое удивительное, что иногда такое однополое размножение встречается у тех представителей животного мира, которые раньше к нему не прибегали. В 2001 году в штате Небраска, в зоопарке на свет появился детеныш малоголовой рыбы-молота, находившейся долгое время в резервуаре, в котором не было самцов. Ученые рассмотрели все возможные варианты, которые могли объяснить появление акуленка. В том числе возможность «ложного партеногенеза», когда зачатие происходит в результате длительного сохранения спермы после давнего полового контакта. И только после того, как чудо-детеныш погиб в результате несчастного случая от укола ската, анализ ДНК показал отсутствие какого-либо генетического материала, кроме материнского. По всей видимости, некая заложенная в ДНК акулы программа в условиях неволи включила резервный механизм размножения. Еще два таких случая произошли в 2002 году в Детройте (США), и в Венгрии.

Во всех трех случаях детеныши были женского пола, так как мужской пол определяется Y-хромосомой, находящейся в мужских половых клетках.
Такие сюрпризы природы заставляют задуматься о том, способен ли человек размножаться таким способом. Может быть евангельские предания, рассказывая о непорочном зачатии Девы Марии, описывают случай партеногенеза? Однако в этом случае из-за отсутствия Y-хромосом в женских половых клетках ребенок должен был родиться девочкой. Кроме того, есть причина, по которой ни человек, ни какое-либо другое млекопитающее не может размножаться партеногенетически. Заключается она в том, что для развития жизненно важных органов зародыша млекопитающего необходимы гены особей обоих полов. И если нужный ген будет иметь неправильный половой маркер, развитие заблокируется на ранней стадии. Поэтому, даже если яйцеклетка млекопитающего по каким-то причинам начнет делиться, к рождению жизнеспособного потомства это не приведет.

7. Оплодотворение у животных

Оплодотворение - процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота. Зигота - оплодотворенная яйцеклетка. Она всегда имеет диплоидный набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.

Стадии оплодотворения

Процесс оплодотворения начинается с момента проникновения сперматозоида в яйцеклетку. При контакте сперматозоида с оболочкой яйцеклетки содержимое акросомы выводится на поверхность оболочки. Под действием гидролитических ферментов, содержащихся в акросоме, оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Специальные белки обеспечивают проникновение содержимого сперматозоида внутрь яйцеклетки (рис. 15).

Рис. 15. Последовательность стадий оплодотворения: А - сближение сперматозоида и яйцеклетки; Б - проникновение сперматозоида в яйцеклетку; В - слияние двух ядер; Г - образование веретена первого деления; Д - образование первых двух клеток зародыша

Далее синхронно происходит ряд процессов. Сперматозоид как бы запускает программу развития, заложенную в яйцеклетке. Во-первых, оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов. Во-вторых, в яйцеклетке начинается усиленный синтез белков, которые обеспечат развитие зиготы. Далее происходит слияние двух гаплоидных ядер, которые называются пронуклеусами (в переводе с лат. «предшественники ядра»). В результате слияния пронуклеусов формируется диплоидное ядро зиготы. В оплодотворенном яйце происходит репликация ДНК двух ядер, и оно готовится к делению. Вместе с пронуклеусом в яйцо попадают и центриоли сперматозоида, которые играют важную роль. Они обеспечивают образование веретена первого деления.

У животных существует два способа оплодотворения: наружный и внутренний. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец - сперму во внешнюю среду, где и происходит оплодотворение. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (морских ежей, рыб, земноводных).

При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки. Такой способ характерен для наземных и некоторых водных обитателей (червей, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих).

Оплодотворенное яйцо может развиваться либо в теле самки, как у млекопитающих, либо во внешней среде, как у многих птиц, пресмыкающихся, насекомых. В последнем случае оплодотворенное яйцо покрывается специальной оболочкой или скорлупой. Самка откладывает его в наиболее безопасное место.

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей.

Партеногенез

Разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворенного яйца, называется партеногенезом.

Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), у некоторых птиц (индюшек) и, как правило, чередуется с обычным половым размножением. Из неоплодотворенных яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся и диплоидный набор восстанавливается.

Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при неблагоприятных. Например, у тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворенных яиц развиваются самцы. У пчел из неоплодотворенных яиц развиваются всегда самцы - трутни, а из оплодотворенных - самки (матки) и рабочие пчелы.

Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора на яйцеклетку.

Конъюгация

Еще одной разновидностью полового размножения является конъюгация - временное соединение двух особей и обмен частями ядерного аппарата и небольшим количеством цитоплазмы. Этот процесс характерен для простейших, в частности инфузорий. Перед началом конъюгации у инфузорий большое ядро (макронуклеус) разрушается, а малое генеративное ядро (микронуклеус) делится мейозом. Три из четырех образовавшихся гаплоидных ядер разрушаются, а четвертое делится митозом на два ядра. Одним из этих ядер и обмениваются конъюгирующие особи. Обмененные ядра сливаются с оставшимися в клетках вторыми ядрами. В результате в каждой клетке образуется диплоидное ядро. После этого особи расходятся.

Новое ядро делится на две неравные части. Одна, большая часть превращается в макронуклеус, а другая - в микронуклеус. Этот процесс напоминает оплодотворение, так как слияние ядер разных организмов нее же происходит и генетическая информация обновляется.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие процессы происходят при оплодотворении?

2. Как называется клетка, образующаяся в результате слияния двух гамет? Какой набор хромосом она имеет?

3. Сравните два способа оплодотворения: наружное и внутреннее. Какой из них обеспечивает большую вероятность появления и сохранения потомства?

4. В чем сущность партеногенеза? Какое значение это имеет для организмов? Почему партеногенез считают разновидностью полового размножения?

5. Сравните конъюгацию и оплодотворение. В чем сходство и отличие этих процессов?