У некоторых животных и растений яйцеклетки способны развиваться сами по себе, без оплодотворения мужскими половыми клетками. Это явление было открыто А. Ван Левенгуком в начале XVIII века и получило название девственного размножения, или партеногенеза.
При любых способах оплодотворения какое — то число яйцеклеток может остаться неоплод отворенным. Обычно они вскоре гибнут, но иногда, у иглокожих, например, или некоторых червей и членистоногих неоплод отворенные яйцеклетки могут начать делиться и развиваться, как положено эмбриону. Такое развитие редко идет до конца — эмбрион рано или поздно гибнет. Но известны некоторые виды кузнечиков и других насекомых, у которых яйца, случайно оставшиеся неоплодотворенными, развиваются нормально, а личинки, вылупившиеся из них, вырастают до взрослых особей. У таких кузнечиков оплодотворение является желательным, но необязательным условием размножения.
Однако у названных нами животных партеногенез — явление случайное, не имеющее для них серьезного значения. Но есть и организмы, которые размножаются только или преимущественно партеногенетически или чередуют партеногенетическое размножение с нормальным. Последний способ размножения получил название сезонного партеногенеза. Он присущ тлям и многим другим насекомым.
У виноградного вредителя филлоксеры из отложенных с осени яиц весной развиваются только самки, их называют основательницами. Из 50 яиц, отложенных каждой из них, партеногенетически развиваются такие же самки, которые, в свою очередь, отложат неоплодотворенные яйца. В течение лета появляется несколько поколений самок, а самцы по — прежнему отсутствуют. Только осенью из неоплодотворенных яиц выведется два вида крылатых самок, не очень похожих друг на друга. Одни из них отложат более крупные яйца, из которых выведутся самки. Из более мелких яиц, откладываемых другими, выведутся самцы. И все эти яйца разовьются партеногенетически. Таким образом, только осенью размножение наконец произойдет с участием самцов, и суровую зиму будут переживать яйца, развившиеся из оплодотворенных яйцеклеток.
Многие животные могут обходиться совсем без полового размножения. Эксперименты, проведенные над одним из мелких видов рачков, продолжались 28 лет. За это время было получено 124 поколения рачков, но ни одного самца среди них не оказалось. Такой же постоянный партеногенез наблюдается у некоторых видов пилильщиков, орехотворок и других насекомых.
Партеногенез встречается и у позвоночных животных. Среди скальных ящериц, живущих на Кавказе, примерно у 15 видов самцы отсутствуют. У серебристых карасей помимо обычной, двуполой формы, существует еще и однополая, представленная только самками. Икра однополых карасей развивается за счет воздействия сперматозоидов других видов рыб, чаще всего сазанов. Истинного оплодотворения при этом не происходит. Роль чужеродных сперматозоидов сводится лишь к активированию яйцеклетки, которая дальше развивается партеногенетически.
Интересную форму партеногенеза представляет собой педогенез насекомых. Выведшаяся из яйца личинка галловой мухи, относящейся к отряду двукрылых, никогда не станет взрослым насекомым. У нее в теле созревают яйцеклетки, и тут же без всякого оплодотворения начинают развиваться. В результате из яиц вылупляется 8–13 дочерних личинок, которые понемножку, не торопясь, общими усилиями съедают свою мать изнутри и потом покидают ее шкурку. Но и их судьба не лучше. В их теле, в свою очередь, будут развиваться и подрастать нежные «непорочные» детки и так далее. Лишь осеннее поколение личинок достигнет стадии куколки, и из них вылупятся взрослые самцы и самки. Партеногенетическое развитие можно вызвать и искусственно, в таком случае удается получить эмбрионы даже из человеческих яйцеклеток. Однако они гибнут на ранних стадиях развития.
Сколько цыплят может вылупиться из яйца?
Когда хозяйка курицы подкладывает под нее полтора десятка яиц, она не надеется получить 30 цыплят. Также и из ста икринок лягушки никогда не вылупится больше сотни головастиков. Из каждой оплодотворенной яйцеклетки — зиготы — развивается один — единственный зародыш. Однако это правило, а биологические правила, как мы уже говорили, редко обходятся без исключений.