Ранние реакции

Как мы видели, контакт между спермием и яйцом запускает два основных механизма блокирования полиспермии: быстрый блок, инициируемый поступлением в клетку натрия, и медленный блок, инициируемый повышением внутриклеточной концентрации ионов кальция. Активация яиц, по-видимому, всегда обусловлена повышением концентрации свободных ионов кальция в цитоплазме. У первичноротых, например у улиток и червей, кальций обычно поступает в яйцо из внешней среды. У вторичноротых, например у рыб, лягушек и морских ежей, активация осуществляется в результате выхода ионов кальция из внутриклеточных депо, причем возникает волна высвобождения ионов кальция, распространяющаяся по поверхности яйца (Jaffe, 1983).

Результаты ряда опытов свидетельствуют о том. что этот выход ионов кальция играет важную роль в активации развития зародыша. Если в яйца инъецировать хелирующее кальций вещество ЭГТА,— то в них не происходит увеличения концентрации свободных ионов кальция и не наблюдается активации метаболизма. Напротив, яйца можно активировать искусственно, в отсутствие спермиев,

посредством воздействий, вызывающих выход свободного кальция в цитоплазму. Было показано (Steinhardl. Epel, 1974), что микромолярные количества кальциевого ионофора A23187 вызывают у большинства яиц реакции, характерные для оплодотворенных яиц: в нормальной последовательности происходят отделение оболочки оплодотворения, повышение внутриклеточного pH, скачкообразное увеличение потребления кислорода, интенсификация синтеза белков и ДНК. Существенно, что такая активация может происходить при полном отсутствии ионов кальция в морской воде. В большинстве случаев развитие таких искусственно активированных яиц останавливается на стадии первого деления дробления, так как они остаются гаплоидными и не содержат центриоли спермия, необходимой для деления.

Выход кальция активирует целый ряд метаболических реакций (рис. 2.32). Одна из них заключается

¹ У некоторых видов хвостатых амфибий функция оплодотворения, заключающаяся в побуждении яйца к развитию, полностью обособилась от его генетической функции. Серебристая амбистома (Ambystoma platineum) является видом, представленным только одними самками. Самки производят яйца с нередуцированным числом хромосом. Такие яйца, однако, неспособны к развитию без дополнительной стимуляции. Серебристые амбистомы спариваются с самцами амбистомы Джефферсона (A. jeffersonianum). Спермии этих самцов только побуждают яйца к развитию (Uzzell. 1964), не участвуя в формировании генома зародыша.