Архитектоника растений

Печать

КЛЕТОЧНОЕ ЯДРО

. Posted in АРХИТЕКТОНИКА РАСТЕНИЙ

Живая клетка высших растений1 содержит одно клеточное ядро, редко несколько или даже, как в нечленистых млечниках (см. ниже), много ядер. Клеточное ядро, или, короче, ядро, всегда полностью погружено в цитоплазму.

Форма и величина ядер весьма разнообразны. Чаще всего они шарообразны или эллипсоидальны, с линейными размерами в 10 — 20µ. Встречаются ядра почти веретеновидные (в клетках камбия) или, изредка, даже нитевидные.

Строение ядэа. По химическому составу и физико-химическому строению ядро весьма сходно с цитоплазмой. Ядро также представляет, в основном, смесь гидрофильных коллоидов, находящихся в большей или меньшей степени набухания. Ядро относительно богаче неуклеопротеидами, нежели цитоплазма. В отличие от цитоплазмы, вещество ядра содержит нуклеопротеиды, в нуклеиновой кислоте которых углевод представлен не рибозой (как в протоплазме) а дезокенрибозой.

В ядре обычно можно различить тончайшую оболочку и жидкую гомогенную массу, по вязкости близкую к глицерину. В этой массе видны одно или несколько ядрышек — круглых, сильнее, нежели кариолимфа, преломляющих телец. В нуклеопротеидах ядрышек содержится та же рибозонуклешювая кислота, что и в цитоплазме. Иных постоянных структур в ядре нет. При легких механических и химических воздействиях (при слабом надавливании, при действии слабых растворов кислот и солей) в ядре появляются глыбки, более сильно преломляющие свет. Это результат отмешивания от смеси коллоидных растворов ядра некоторых веществ, временной дегидрадации их и даже коагуляции. При умеренных воздействиях на ядро эти изменения являются обратимыми. При более грубых воздействиях, например, при фиксировании и окрашивании препаратов, ядро отмирает с образованием, в результате необратимой коагуляции, крупноячеистой сетки хроматина. Лишь немногие фиксаторы—формалин, осмиевая кислота ( OsO4) — не вызывают в клеточных ядрах явлений грубой коагуляции.

Деление ядра. Ядэа в теле растений (как и в теле животных) размножаются делением. Различают прямое деление ядра (амитоз, дробление ядра) и непрямое (кариокинез). При амитозе ядро постепенно перетя. иваетсч (дробится) на две части или на несколько частей.


1 У некоторых низших растений (например у синезеленых водорослей) нет ядра, как тельца, резко отграниченного от цитоплазмы.

 

Преобладает у растений, как и у животных, непрямое деление ядра (кариокинез). При кариокинезе появляются определенные структуры, видимые не только на фиксированных и окрашенных препаратах, но и в живых клетках, если брать удобные для наблюдения за кариокинезом объекты, например молодые волоски тычиночных нитей традесканции вигринской. Упомянутые структуры, в основном, представлены хромосомами—нитевидными или палочковидными тельцами, состоящими преимущественно из хроматина1, и ахроматиновым веретеном, состоящим из тонких нитей, залегающих в протоплазме близ двух противоположных полюсов ядра.

 

Кариокинез совершается по двум вариантам, именуемым митозом и мейозом.

Ход митоза показан на рисунках 5 и 6.

Число хромосом в митозе (2n) для каждого вида, впредь до изменения, постоянно. У твердых пшениц (Triticum durum), например, 2n = 28, у мягких (Tnt.cum vulgare) — 2n-42.


1 Т. е. смеси веществ, богатой нуклеопротеидами н сильно красящейся основными красками.

 

 

Рис. 6. Митоз и цитокинез в черешке лука. А — «покоящееся» ядро; Б—Е—профаза; Ж —анафаза; 3 — И — телофаза;K— цитокинез; (образовались дочерние клетки) (по Макарову)

Под воздействием различных условий среды и в экспериментах число хромосом, как и всякий признак данной особи, может изменяться.

Вслед за митозом в одноядерных клетках обычно происходит деление клетки.

Процесс мейоза слагается из двух делений, быстро следующих одно за другим. Первое деление протекает с некоторым своеобразием и заканчивается образованием двух дочерних ядер с уменьшенным вдвое (до n) числом хромосом. Второе деление протекает, как обычный митоз.

Биологическое значение мейоза становится понятным, если иметь в виду, что он предшествует образованию половых клеток (гамет). Если бы не происходило редукции хроматина, то образующиеся в результате полового процесса (слияния гамет) зиготы, дающие начало зародышам, обладали бы все возрастающей массой нуклеопротеидов. Это вело бы к образованию гигантских клеток, размеры которых увеличивались бы до бесконечности. «В итоге не могла бы иметь места никакая эволюция органического мира»1.

Значение ядра в жизни клетки. Одноядерные клетки вслед за делением ядра обычно делятся. Если клетку лишить ее ядра, она не делится. Это было обнаружено в опытах Герасимова (1890 — 1904) над зеленой водорослью спирогирой. Тело этой водоросли состоит из одного ряда клеток, содержащих нормально по одному ядру. Путем охлаждения водоросли во время деления ее ядер Герасимов достигал смещения митоза к одному концу, так что одна дочерняя клетка получала два ядра, нередко сливавшиеся затем в одно, двойное, а другая — ни одного. В нити после эксперимента были и нормальные одноядерные клетки, не делившиеся во.время охлаждения.

Рис. 7. Клетки зеленой водоросли (Spirogira bellis). А— с обычным ядром б —с двойным ядром (по Герасимову)


1 П. В. Макаров, Физико-химические свойства клеток и методы их изучения. Изд. Л. Г. У., 1948, стр. 276.

 

В дальнейшем двуядериые клетки нити спирогиры усиленно росли и достигали вдвое большего объема, нежели одноядерные. Соответственно и хлоропласты их достигали большей величины (рис. 7). Безъядерные клетки, наоборот, не делились, накопляли ассимиляционный крахмал, но росли очень слабо и жили недолгое время.

Во многих случаях, но не во всех, наблюдалось перемещение ядра в тс участки клетки, где происходит усиленный рост ее в поверхность или в толщину.