Размножение - универсальное свойство живого. Способы и формы размножения организмов. Биологическое значение бесполого и полового размножения. Партеногенез. Полиэмбриония
Размножение – одно из основных свойств живого. Размножение подразумевает способность организмов производить себе подобных особей. В конечном итоге существование любого вида организмов поддерживается размножением. Известны две основные формы размножения – половое и бесполое.
Основные формы бесполого размножения организмов
Основные формы бесполого размножения организмов- деление на два (митоз), ммножественное деление, (шизогония) почкование, фрагментация, спорообразование, ввегетативное размножение, полиэмбриония).
При бесполом размножении организм возникает из соматических клеток и источником изменчивости могут быть случайные мутации. Бесполое размножение широко распространено среди растений, простейших и некоторых многоклеточных. Основные формы бесполого размножения – деление на два и множественное деление (шизогония).
Деление на два сопровождается митозом, в результате образуются две идентичные особи. Такой тип деления распространен у простейших, встречается у амеб, эвглены зеленой.
При множественном делении (шизогонии) ядро исходной клетки несколько раз делится митозом, и только потом происходит делений цитоплазмы. Шизогония встречается у малярийного плазмодия.
При почковании новая особь образуется в виде выроста (почки) на родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм, идентичный родительскому. Почкование характерно для дрожжей, кишечнополостных.
Фрагментация – это способ размножения фрагментами. Происходит при делении особи на 2 или больше частей, каждая из которых образует новую особь. С фрагментацией связана регенерация, т.е. способность восстанавливать целостный организм. Фрагментация встречается у плоских червей, морских звезд.
Спорообразование. Спора – одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения. Спора состоит из клетки с ядром и цитоплазмой, покрытой оболочкой. Споры гаплоидны. Они способны разноситься на дальние расстояния, имеют приспособления для полета и для защиты от неблагоприятных условий. Спорообразование характерно для водорослей, грибов, папоротников, мхов.
При вегетативном размножении от растения отделяется часть, способная развиваться в самостоятельное растение. Для вегетативного размножения могут служить специальные образования, имеющие запас питательных веществ: клубни (картофель), луковицы (лук, тюльпан), корни (ландыш, малина), усы (земляника). Для искусственного вегетативного размножения используют черенки (части стебля), отводки (ветки пригибают к земле и на них образуются корни – у малины, крыжовника), деление кустов (смородина, земляника), корневые отпрыски (малина), прививки.
У организмов, размножающихся бесполым путем, новое поколение появляется из неспециализированных клеток тела. В основе их самовоспроизведения лежит митоз, обеспечивающий постоянство наследственного материала не только в ряду клеточных поколений, но и организмов.
Примером бесполого размножения у многоклеточных является полиэмбриония (например, рождение однояйцевых близнецов у человека – в результате одного оплодотворения появляется 2 или более организмов).
Половое размножение
Хотя в процессе развития жизни бесполое размножение возникло первым, половое размножение существует на Земле более 3 млрд. лет. Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, при котором происходит слияние гаплоидных половых клеток.
Половой процесс встречается у одноклеточных по типу конъюгации и копуляции
Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях (рис. 2). Инфузории имеют 2 ядра: макронуклеус и микронуклеус. При конъюгации инфузории сближаются, между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеус, обеспечивающий обменные процессы, растворяется. Микронуклеус делится мейозом, в результате чего образуется 2 ядра с гаплоидными наборами хромосом (стационарное и мигрирующее). Мигрирующие ядра переходят через цитоплазматический мостик в цитоплазму партнера. Затем стационарное ядро 1 сливается с мигрирующим ядром 2, образуя, так называемый, синкарион. В синкарионе содержится диплоидный набор хромосом. После ряда сложных перестроек из синкариона формируются обычные микронуклеус и макронуклеус. После конъюгации инфузории расходятся, но, благодаря обмену ядрами, наследственная информация каждой особи изменяется, что приводит к появлению новых комбинаций и свойств.
Копуляция – это половой процесс у одноклеточных организмов, при котором две особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаплоидные гаметы, и полностью сливаются, образуя диплоидную зиготу.
В процессе эволюции степень различия гамет нарастает (Рис.3). На I этапе различия между клетками отсутствуют (изогамия). Так, например, размножается жгутиконосец политома. Дальнейшее усложнение связано с дифференцировкой гамет на крупные и мелкие, т.е. появляется анизогамия (гетерогамия), т.е. неравный брак (например, Вольвокс). Такая форма анизогамии, когда гаметы резко различаются, называется оогамией. У многоклеточных при половом размножении имеет место лишь оогамия.
Половое размножение многоклеточных может происходить без оплодотворения (партеногенез) и с оплодотворением. Партеногенез встречается у беспозвоночных (дафнии), а в неблагоприятных условиях - у пресмыкающихся.