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.
Иногда вследствие неправильного развития яйца, причины которого в настоящее время еще недостаточно ясны, две клетки, образовавшиеся в результате первого дробления, разделяются и в итоге дают начало двум зародышам, двум однояйцевым близнецам. Чаще разделение происходит на более поздних стадиях, когда зародыш состоит из 100 и более клеток.
Однояйцевые близнецы известны у человека и многих животных. Наиболее редки они у птиц, но не потому, что у них не случается разделения зародыша надвое. Просто обычно народыши, вынужденные развиваться в тесноте общей скорлупы, гибнут.
У человека однояйцевые близнецы развиваются вполне благополучно, но все же представляют собой очень редкое, случайное явление. Но на свете немало и таких животных, для которых образование близнецов не только нормально, но и обязательно. В их числе есть и млекопитающие, например броненосцы.
У девятипоясного броненосца из одного оплодотворенного яйца всегда возникает четыре зародыша, которые, как и все однояйцевые близнецы, бывают одного пола: ведь они произошли от одной и той же оплодотворенной яйцеклетки. У семипоясного броненосца бывает 4, 8 или 12 однополых детей. Правда, чаще их меньше, поскольку, видимо, из–за тесноты помещения, где им приходится расти и развиваться, некоторые эмбрионы гибнут еще до рождения.
Обязательность рождения близнецов, и именно однояйцевых, у броненосцев связана с тем, что у этой группы зверей почему–то (этого пока никто не знает) за один сезон размножения созревает только одна яйцеклетка. А для продолжения рода, вопреки всем несчастным случайностям, броненосцам «желательно» иметь побольше детенышей в выводке. Вот эволюция и пошла на хитрость: раз нельзя повысить плодовитость за счет созревания большего числа яйцеклеток, что ж, заставим зародыши на ранних стадиях образовывать множество однояйцевых близнецов.
Особенно часто развитие нескольких зародышей из одного яйца наблюдается у паразитических организмов. Им это приспособление крайне необходимо для сохранения вида, особенно для тех паразитов, которым нелегко проникнуть в тело своего будущего хозяина. Один из них откладывает свои яйца на яйца гессенской мухи. Яйцо паразита делится на 16 клеток. Из каждой клетки после их следующего деления развивается один или два зародыша. Таким образом, одно яйцо в общей сложности могло бы дать 32 новых организма, однако в нормальных условиях их рождается не более восьми. И все равно очень выгодно – самка отложила одно яйцо, а получила сразу восемь потомков.
Из яиц некоторых видов наездников, яйца которых чаще всего развиваются в теле живых насекомых, может развиться 1000–1500 личинок. Конечно, для возникновения такого колоссального количества зародышей в яйце не хватило бы питательных материалов. Развитие зародышей оказывается возможным только благодаря тому, что оно с самого начала протекает за счет жертвы. Запас питательных веществ таким яйцам не нужен, и его в яйцах наездников не бывает.
Однояйцевые близнецы могут получиться и когда эмбрионы разделились не полностью. Но тогда рождаются детеныши, сросшиеся теми или иными частями тела, – сиамские близнецы. Если яйцо разделилось незначительно, рождаются уродливые существа: четырехлапые цыплята, двухголовые телята, двухвостые ослы и рыбы, двухголовые жаворонки и дельфины. Неоднократно находили двух– и даже трехголовых змей. Видимо, такие находки способствовали возникновению легенд о многоголовых драконах, а также изображения двуглавого орла, попавшего на герб Византийской империи, заимствованный позже русским царем Иваном III.
А можно ли искусственным путем вырастить из одного яйца несколько организмов?
Если осторожно отделить друг от друга половинки только что разделившейся зиготы, то из каждой клеточки может развиться полноценный организм. Даже после второго деления из всех четырех клеток можно получить вполне нормальных животных. После третьего и четвертого дробления все 8 или 16 клеток способны начать нормальное развитие, но зародыши обычно гибнут на ранних стадиях развития. Искусственное поклеточное разделение зародыша на более поздних стадиях пока не увенчалось успехом.
Неудача поклеточного разделения зародыша, сделанное на стадии третьего и более поздних дроблений, не означает, что в этот период яйцо уже не может дать жизнь нескольким организмам. Эксперименты на крупных яйцах амфибий и морских ежей подтвердили такую возможность. Если перевязать ниткой яйцо тритона, уже имеющее 100 или больше клеток, из него можно получить две личинки тритона. Правда для этого нужно, чтобы яйцеклетка была разделена в плоскости первого деления. Разделенные таким образом яйца развиваются нормально, но из них, конечно же, вылупляются мелкие личинки, отстающие в росте от нормальных личинок.
А что произойдет, если из двух яйцеклеток создать одну большую? Такие операции удаются. Клетка, образованная из 2–3 яйцеклеток (при этом надо удалить лишние ядра), развивается нормально, но из нее вылупляются очень крупные личинки, которые на всех стадиях развития опережают в росте своих соплеменников, развивавшихся в нормальных клетках.