Размножение организмов
Размножение — присущее всему живому свойство воспроизведения себе подобных. Размножение обеспечивает преемственность и непрерывность жизни.
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Важно заметить, что обычно потомству передаются только мутации, которые происходят в половых клетках (гаплоидных — n). Однако в случае бесполого размножения потомству передаются мутации в соматических клетках (диплоидных — 2n).
Наиболее распространено бесполое размножение у бактерий, грибов и растений, встречается и у животных. Существует несколько способов бесполого размножения:
- Деление
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Обратите внимание, что у ядерных организмов (эукариот) деление клетки подразумевает митоз, а у доядерных (прокариот) — простое бинарное деление (такая разница связана с отсутствием у прокариот ядра).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
Споруляция (греч. spora — посев)
Споруляция подразумевает размножение с помощью специализированных клеток — спор. Эта форма размножения распространена у растений (водорослей, мхов, папоротников, хвощей и плаунов), грибов и некоторых простейших (споровики — малярийный плазмодий).
У одноклеточной зеленой водоросли — хламидомонады, споры имеют жгутики, вследствие чего называются зооспорами. У растений процесс образования спор происходит в обособленных мешковидных образованиях — спорангиях. Споры покрыты защитной оболочкой, служат для размножения и расселения растений и грибов.
Помимо этого, споры грибов и простейших помогают им пережить влияние неблагоприятных факторов внешней среды, например пересыхание водоема. При наступлении благоприятных условий грибы и простейшие освобождаются от спор и продолжают рост и развитие.
Вариантов вегетативного размножения у растений — масса, им посвящена отдельная статья. Растения размножают с помощью клубнелуковиц, клубней, корнеплодов, корневищ, усов, отводок, черенков, луковиц, делением кустов. Прививка — также является вариантом вегетативного размножения.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У некоторых животных дочерние организмы могут появляться из группы клеток — прямо на теле родительской особи. В этом случае небольшой участок тела отделяется от родительского организма и развивается самостоятельно.
Почкованием размножаются многие кишечнополостные, например — пресноводный полип — гидра.
Некоторые живые существа в ходе эволюции развили поразительную способность к регенерации (лат. re — вновь и genus — поколение) — замещению утраченной части организма.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
Является искусственным методом размножения, которым занимается отдельное направление биологии — биотехнология. Клоном называют дочернюю особь, идентичную в генетическом отношении родительской особи.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить «естественные» органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все «генетические копии», так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
У ряда организмов существуют свои особые варианты полового процесса. Таким является процесс конъюгации у инфузорий. Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) сопровождается обменом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Партеногенез (греч. παρθένος — дева, девица, девушка + γένεσις — возникновение) — одна из форм полового размножения, так называемое «девственное размножение».
При партеногенезе дочерний организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Несмотря на то, что в этом процессе не участвует мужская половая клетка, партеногенез относят к половому размножению, так как дочерний организм развивается из половой клетки — яйцеклетки.
Партеногенез выполняет важную функцию регуляции соотношения полов у пчел: из неоплодотворенной яйцеклетки развиваются самцы, из оплодотворенной — самки. Партеногенез встречается также у муравьев, термитов, тлей.
Говоря о половом размножении нельзя не упомянуть интересное явление в природе — гермафродитизм. Это явление заключается в наличии у особи как мужских, так и женских половых органов (назван по имени мифического обоеполого существа — Гермафродита). Аналогичное явление у растений называется однодомностью: и мужские, и женские цветки в таком случае расположены на одном растении.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Половое размножение – полное руководство
Определение полового размножения
Половое размножение – это процесс, в котором создаются новые организмы путем объединения генетической информации от двух людей разного пола. Генетическая информация переносится по хромосомам внутри ядра специализированных половых клеток, называемых гаметами. У самцов эти гаметы называются спермой, а у самок гамет называются яйцами. Во время полового размножения две гаметы о��ъединяются в процессе слияния, известного как оплодотворение, чтобы создать зигота, который является предшественником эмбрион потомство, взяв половину своей ДНК от каждого из своих родителей. У людей зигота содержит 46 хромосом: 23 от матери и 23 от отца. Комбинация этих хромосом производит потомство, которое похоже и на его мать и на отца, но не идентично ни тому, ни другому.
Половое размножение отличается от бесполого размножения, которое требует только одного родителя. В бесполое размножение В отличие от полового размножения, нет слияния гамет, поэтому потомство генетически идентично своим родителям и поэтому является клоном. Бесполое размножение встречается у некоторых животных, хотя и редко; наиболее бесполое размножение происходит в бактерии, грибы морские звезды, кораллы, гидры (медузы) и некоторые цветущие растения, такие как клубника.
Типы полового размножения
аллогамия
Аллогамия происходит, когда гаметы, которые объединяются во время оплодотворения, происходят от двух разных людей. Женщина гамета обычно в форме яйцеклетки или яйцеклетки, в то время как мужская гамета принимает форму спермы. И яйцеклетка, и сперма являются клетками, специализирующимися на выполнении задачи размножения; каждый пол клетка содержит только 23 хромосомы (они называются гаплоидный клетки), а не нормальные 46 хромосом, присутствующих в других клетках организма. Две гаплоидные клетки сливаются вместе, чтобы создать диплоид клетка, которая затем подвергается митоз, чтобы расти и формировать индивидуальный организм. Митоз – это деление одной клетки на две после того, как ДНК реплицируется в ядре.
Поскольку гены индивидов передаются половым путем, а выживание генов контролируется естественным отбором, индивиды вынуждены выбирать партнеров, основываясь на их способности производить потомство, которое может выжить и жить, чтобы размножаться. Поэтому в интересах каждого человека найти партнера, обладающего такими качествами, как хорошее здоровье, агрессивность, скорость и ловкость, чтобы пережить драки и качества, которые помогут потомству привлечь будущих партнеров. Генетическое и фенотипическое разнообразие, создаваемое половым размножением, позволяет людям выбирать партнеров на основе наилучшего проявления этих характеристик. Выбор, данный сексуально репродуктивным вид причины соревнование между людьми и означает, что обычно только те люди, которые проявляют желаемые черты, могут передавать свои гены. Это известно как половой отбор.
Сексуальный отбор также приводит к половой диморфизм причем самцы и самки одного и того же вида сильно различаются по внешнему виду. Поскольку женщины обычно несут ответственность за защиту потомства после рождения, они часто маскируются скучными цветами по сравнению с мужчинами, которые часто показывают яркие цвета и преувеличенные части тела (такие как большие рога или рога). Часто эти сексуально выбранные характеристики могут вступать в конфликт с выживаемостью животных. Например, яркие цвета, которые привлекают женщин, также могут привлекать хищников. Тем не менее, желание спариться сильно, и поэтому эти характеристики сохраняются и увеличиваются в популяции.
Внутреннее оплодотворение
Внутреннее оплодотворение – оплодотворение яйцеклетки спермой в теле одного из родителей, обычно посредством половой акт, Внутреннее оплодотворение обычно происходит внутри женского тела, после того, как мужчина имплантирует сперму. Однако есть исключительно редкие примеры, такие как морские коньки (Sygnathidae), где самка имплантирует свои яйца самцу, и зигота образуется в теле самца.
Следующий шаг во внутреннем оплодотворении зависит от вида. Некоторые существа, такие как птицы, насекомые и рептилии, затем откладывают яйцо, содержащее клетки, которые подвергаются митозу, и запас желтка для питания и поддержки роста зародыша. Через некоторое время (часто будучи инкубированным) полностью сформированный человек вылупится из яйца. Это известно как яйцекладание.
Эмбрионы большинства видов млекопитающих растут и развиваются в теле их матери, что приводит к живому рождению полностью сформированного потомства: это называется вивипарностью. Эмбрионы поддерживаются плацента, который обеспечивает поглощение питательных веществ, удаление отходов и терморегуляцию в плацентарных организмах (большинство млекопитающих). В качестве альтернативы, сумчатые потомки (например, коалы и кенгуру) удаляются из тела матери после короткого периода беременности и завершают свое развитие во внешнем мешочке на передней части тела матери.
Третья форма развития – ововивипарность, при которой зародыши развиваются в яйцах, хранящихся в теле родителя, до тех пор, пока они не будут готовы к выводу, создавая впечатление живорождения.
Внешнее оплодотворение
Внешнее оплодотворение происходит, когда сперматозоид и яйцеклетка соединяются вне тела. Большинство земноводных и рыб, а также многие беспозвоночные используют внешнее оплодотворение, производя одновременно от сотен до миллиардов гамет в непосредственной близости. Быстрый выброс гамет в водную среду называется нерестом. Однако иногда самки откладывают яйца на определенную подложка которые впоследствии оплодотворяются мужчинами.
Половые клетки существ, которые размножаются путем внешнего оплодотворения, часто имеют специальные приспособления для движения, такие как добавление сильных жгутиков для самостоятельного движения.
автогамия
Автогамия, также известная как самооплодотворение или самоопыление, представляет собой слияние мужских и женских гамет, которые производятся одним человеком. Виды, которые способны производить как мужские, так и женские гаметы, называются гермафродитами.
Хотя автогамия похожа на бесполое размножение, в том смысле, что от партнера не происходит генетического разнообразия, рекомбинация хромосом из мужских и женских гамет приводит к появлению потомков со слегка измененной генетической информацией, которая, следовательно, может фенотипически отличаться от своих родителей. Большинство растений и дождевых червей размножаются путем автогамии. Иногда гермафродиты могут размножаться с другими гермафродитами. В этом случае генетическое разнообразие увеличивается в популяции.
Преимущества полового размножения
Вредные мутации накапливаются в ДНК с течением времени через клеточный митоз. Организмы, которые производят бесполым путем, просто передают эти мутации своему потомству, в то время как организмы, которые объединяют свою ДНК посредством полового размножения, позволяют только части своих вредных мутаций проходить к их потомству, увеличивая их шансы на выживание. Этот эффект усиливается за счет естественного отбора, когда люди с исключительно вредными мутациями не могут передавать свои гены путем полового размножения.
Увеличение разнообразия генов в популяции также позволяет естественному отбору улучшить способность организма адаптироваться к изменениям окружающей среды. Случайные мутации, которые бесполезны для одного поколения, могут стать ключом к выживанию в будущих поколениях при изменении давления окружающей среды. Это движущая сила позади видообразование.
- Бесполое размножение – Тип размножения, при котором потомство является продуктом единого организма.
- Хромосомы – Структура внутри ядра клетки, содержащая белки и нуклеотиды, из которых состоит ДНК.
- эмбрион – Нерожденная стадия развития эукариотического организма.
- Половой акт – Сексуальные контакты между людьми, которые могут привести к обмену или передаче клеток и, следовательно, половому размножению.
викторина
1. Сколько хромосом содержится в женском яйце до оплодотворения?A. 46B. 13C. 23D. 26
Ответ на вопрос № 1
С верно. Гаметы самцов (сперматозоиды) и самок (яйца) содержат 23 хромосомы, которые в совокупности образуют зиготу с 46 хромосомами.
2. В чем преимущество полового размножения?A. Больший размерB. Увеличение генетического разнообразияC. Больше сексуальных партнеров
Ответ на вопрос № 2
В верно. Комбинация генов от двух особей в потомстве увеличивает их способность выживать.
3. Сексуальный отбор может привести к:A. Лучше камуфляжB. Яркие цветные перьяC. Способность бежать быстрееD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 3
D верно. Половой отбор приводит к бесчисленным различиям между видами. Некоторые из них лучше всего подходят для выживания, а другие улучшают способность к спариванию.
4. Живучесть включает в себя:A. Внутренняя беременностьB. Откладка яицC. Внешнее оплодотворениеD. опыление
Ответ на вопрос № 4
верно. Живучесть, в основном выполняемая млекопитающими и сумчатыми, включает развитие эмбрионов в организме родителя, что приводит к живорождению.
Источник
