Свойство организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность жизни, называется размножением. Бесполое размножение характеризуется тем, что новая особь развивается из неполовых, соматических (телесных) клеток. В бесполом размножении участвует только одна исходная особь. В этом случае организм может развиться из одной клетки, а возникшие потомки по своим наследственным признакам идентичны материнскому организму. Бесполое размножение широко распространено среди растений и значительно реже встречается у животных. Многие простейшие размножаются путем обычногомитотического деления клетки ( путем деления материнской клетки пополам (бактерии, эвглены, амебы, инфузории)) . Другим одноклеточным животным, например малярийному плазмодию (возбудителю малярии),свойственно спорообразование. Оно заключается в том, что клетка распадается на большое число особей, равное количеству ядер, заранее образованных в родительской клетке в результате многократного деления ее ядра. Многоклеточные организмы также способны к спорообразованию: у грибов, водорослей, мхов и папоротникообразных споры и зооспоры образуются в специальных органах - спорангиях и зооспорангиях.
Как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов способом бесполого размножения служит такжепочкование. Например, у дрожжевых грибов и некоторых инфузорий. У многоклеточных (пресноводная гидра) почка состоит из группы клеток обоих слоев стенки тела. У многоклеточных животных бесполое размножение осуществляется также путем деления тела на две части (медузы, кольчатые черви) или же путем фрагментации тела на несколько частей (плоские черви, иглокожие). У растений широко распространено веге-тативное размножение, т. е. размножение частями тела: участками слоевища (у водорослей, грибов, лишайников); с помощью корневища (у папоротникообразных и цветковых); участками стебля (усы у земляники, черники, у плодовых кустарников отводки у крыжовника, винограда); корнями (корневые отпрыски у малины) листьями (у бегонии). В процессе эволюции у растении образовались специальные органы вегетативного размножения:видоизмененные побеги (луковица, клубень картофеля) видоизмененные корни - корнеплоды (свекла, морковь) и корневые клубни (георгины).
ТАБЛИЦА (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)
| Способ размножения | Особенности размножения | Примеры организмов |
| Деление клетки надвое | Тело исходной (родительской) клетки делится митозом на две части, каждая из которых дает начало новым полноценным клеткам | Прокариоты. Одноклеточные эукариоты (саркодовые - амеба) |
| Множественное деление клетки | Тело исходной клетки делится митотически на несколько частей, каждая из которых становится новой клеткой | Одноклеточные эукариоты (жгутиковые, споровики) |
| Неравномерное деление клетки (почкование) | На материнской клетке сначала формируется бугорок, содержащий ядро. Почка растет, достигает размера материнской, отделяется | Одноклеточные эукариоты, некоторые инфузории, дрожжи |
| Спорообразование | Спора - особая клетка, покрыта плотной оболочкой, защищающей от внешних воздействий | Споровые растения; некоторые простейшие |
| Вегетативное размножение | Увеличение числа особей данного вида происходит путем отделения жизнеспособных частей вегетативного тела организма | Растения, животные |
| - у растений | Образование почек, стеблевых и корневых клубней, луковиц, корневищ | Лилейные, пасленовые, крыжовниковые и др. |
| - у животных | Упорядоченное и неупорядоченное деление | Кишечнополостные, морские звезды, кольчатые черви ^^^^"SB""S8^saK;!i^^S^aa"^e"^"3ii^s^^ |
Характеристика форм размножения
| Показатели | Формы размножения | |
| бесполое | половое | |
| Число родительских особей, дающих начало новому организму Исходные клетки |
Одна особь Одна или несколько соматических неполовых клеток |
Обычно две особи Специализированные клетки, половые - гаметы; соединение мужских и женских гамет образует зиготу |
| Сущность каждой формы | В наследственном материале потомков генетическая информация является точной копией родительской |
Объединение в наследственном материале потомков генетической информации из двух разных источников - гамет родительских организмов |
| Основной клеточный механизм образования клеток | Митоз | Мейоз |
| Эволюционное значение". | Способствует сохранению наибольшей приспособленности в неменяющихся условиях среды, усиливает стабилизирующую роль естественного отбора | Способствует генетическому разнообразию особей вида благодаря кроссинговеру и комбинативной изменчивости; создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания, обеспечивает эволюционные перспективы видов |
| Примеры организмов, обладающих разными формами размножения | Простейшие (амебы, эвглена зеленая и др.); одноклеточные водоросли; некоторые растения; кишечнополостные | Растения, водоросли, моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и семенные; все животные, грибы и пр. |
4. Формы размножения организмов
Преемственность поколений организмов в природе осуществляется за счет воспроизведения. Размножение - это способность организма воспроизводить себе подобных. В природе существует два типа размножения: бесполое и половое.
Виды бесполого размножения
Бесполое размножение - образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. При бесполом размножении образуются идентичные потомки. Единственным источником изменчивости являются случайные наследственные изменения, которые могут возникнуть в процессе индивидуального развития.
В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько видов бесполого размножения.
Интересно бесполое размножение у бактерий (рис. 7).
Рис. 7. Бесполое размножение бактерии: А - общая схема размножения; Б - схема деления клетки
Кольцевая молекула ДНК закрепляется на клеточной мембране и реплицируется. В клетке начинает образовываться поперечная перегородка со стороны прикрепления молекул ДНК. Затем поперечная перегородка раздваивается, перемещая закрепленные ДНК в разные части клетки. Рибосомы равномерно распределяются между двумя дочерними клетками, образуется перетяжка, которая разделяет клетку на две дочерние.
Почкование - это форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется небольшой вырост (почка) и образуется дочерний организм. Новый организм развивается из группы клеток исходного организма. Такой вид бесполого размножения характерен для кишечнополостных (гидры) и некоторых других животных и растений. Почкованием размножаются и одноклеточные грибы - дрожжи. В отличие от простого деления, при почковании материнская клетка делится на неравные части, отпочковывая постоянно меньшую дочернюю клетку (рис. 8, Б).
Рис. 8. Виды бесполого размножения: А - простое деление надвое эвглены зеленой (продольное); Б - почкование дрожжей и гидры; В - споруляция мхов; Г - вегетативное размножение листьями бегонии
Размножение спорами (споруляция ) характерно для споровых растений (водорослей, мхов, папоротников). Размножение происходит с помощью специальных клеток - спор, образующихся в материнском организме (рис. 8, В). Спора представляет собой небольшую клетку, состоящую из ядра и небольшого количества цитоплазмы. Они образуются в большом количестве в исходном материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму. Так как они микроскопически малы, то легко переносятся ветром, водой или другими организмами, что способствует расселению этих растений. Спорами размножаются и грибы, например пенициллум, шляпочные грибы.
Вегетативное размножение - это размножение отдельными органами, частями органов или тела. Вегетативное размножение чаще всего встречается у растений, которые могут размножаться корнями, побегами и частями побегов (стеблями, листьями), видоизмененными побегами. Способы вегетативного размножения растений весьма разнообразны. Это размножение луковицами (тюльпан), подземными столонами - клубнями (картофель), корневищами (пырей), корневыми шишками (георгин), отводками (смородина), корневыми отпрысками (малина), листьями (бегония, фиалка), надземными столонами - усами (земляника) и т. д. (рис. 8, Г).
Фрагментация - это разделение особи на две и более части, каждая из которых может дать начало новому организму. Этот способ основан на регенерации - способности организмов восстанавливать недостающие части тела. Характерен он для низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей, морских звезд и др.). Тело животного, разделенное на отдельные части, достраивает недостающие фрагменты. Например, при неблагоприятных условиях плоский червь планария распадается на отдельные части, каждая из которых при наступлении благоприятных условий может дать новый организм.
Встречается фрагментация и у растений, например, многоклеточные водоросли могут размножаться частями слоевища.
Клонирование. Искусственный метод размножения, который появился сравнительно недавно, в начале 60-х гг. XX в. Он основан на получении нового организма из одной клетки исходного. Так как ядро клетки содержит весь набор хромосом, а значит, и генов, то при определенных условиях его можно заставить делиться, что приведет к образованию нового организма. В основе образования клона лежит митоз. Для клонирования растений отделяют клетки образовательной ткани и выращивают их на специальных питательных средах. Клетка растения, последовательно делясь, дает начало целому организму. Этот метод в настоящее время широко используется для получения ценных сортов растений.
Имеется опыт клонирования животных. Впервые он был поставлен английским биологом Д. Гёрдоном и дал положительные результаты в опытах с южноамериканской жабой. В качестве донора ядер были использованы клетки кишечника головастика. Ядра яйцеклеток-реципиентов разрушили ультрафиолетовыми лучами и пересадили в эти клетки ядра эпителия кишечника. В результате опыта удалось получить несколько клонированных особей жабы, полностью идентичных друг другу. В 1995 г. английским ученым удалось получить клон овец, которые были похожи на исходную материнскую особь. Однако ягнята умерли в раннем возрасте, не дожив до девяти месяцев.
В 1997 г. клонированием была получена овечка Долли. Для этого были взяты ядра клеток молочной железы овцы одной породы (донор ядер) и пересажены в яйцеклетки с предварительно разрушенными ядрами овцы другой породы (реципиент). Клонированная овечка не отличалась от донора ядер, но сильно отличалась от реципиента.
Применение метода клонирования позволит не только сохранить ценных в хозяйственном отношении животных, но и безгранично размножать их. В настоящее время ведутся работы по клонированию человека, что вызывает бурные споры не только среди ученых, но и различных групп населения. Однако при помощи этого метода предполагается воспроизводить лишь отдельные органы и ткани для последующей пересадки в организм донора, а не создание отдельных индивидуумов. Этот метод позволит решить проблему несовместимости тканей различных организмов.
Особенности полового размножения
Половое размножение - это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от двух родителей, а образующиеся потомки отличаются генетически друг от друга и своих родителей. Этот процесс свойствен всем группам организмов, в простейшем варианте он имеет место даже у прокариот.
При половом размножении в организме формируются специальные половые клетки - гаметы мужского и женского типа, которые способны сливаться. Мужские гаметы - сперматозоиды , или спермии (если они неподвижны). Женская гамета - яйцеклетка. Гаметы отличаются от всех других клеток организма, которые называются соматическими (от лат. сома - тело). Они всегда имеют гаплоидный набор хромосом (n).
В результате слияния двух гамет диплоидный набор хромосом вновь восстанавливается. При этом половина всех хромосом является отцовской, а другая половина - материнской. Например, у человека 46 хромосом, из которых 23 получены от матери и 23 - от отца.
Половое размножение имеет целый ряд преимуществ. В результате этого процесса происходит изменение наследственной информации, а у новых особей сочетаются признаки двух родителей. Это приводит к появлению новых комбинаций признаков и генов. Половое размножение делает организм более конкурентоспособным и адаптированным к изменяющимся условиям окружающей среды, так как повышает шансы к выживанию. В процессе эволюции половое размножение оказалось более предпочтительным и прогрессивным.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие типы размножения встречаются у организмов? Чем они отличаются друг от друга?
2. Какой тип деления клетки лежит в основе бесполого размножения?
3. Сравните размножение спорами и вегетативное размножение у растений. В чем их сходство и отличие?
4. Какое преимущество организму дает размножение спорами?
5. Охарактеризуйте особенности каждого вида бесполого размножения.
6. В чем заключаются особенности полового размножения? Какие преимущества дает такой тип размножения?
7. Какие клетки называются гаметами? В чем их особенность?
Из книги Разведение собак автора Хармар Хиллери Из книги Гидропоника для любителей автора Зальцер Эрнст Х Из книги Физиология размножения и репродуктивная патология собак автора Дюльгер Георгий ПетровичПростой способ размножения черенками Для окоренения черенков рассадные ящики подготавливают точно так же, как и для высева семян. Весьма желательно, чтобы в этом случае ящики были немного более глубокими. Тогда в последующем можно было бы создать небольшой запас
Из книги Собаки и их разведение [Разведение собак] автора Хармар ХиллериГлава 2. БИОТЕХНИКА РАЗМНОЖЕНИЯ 2.1. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСЕМЕНЕНИЕ Вольное спаривание - естественный способ размножения собак. У самок могут быть моно- и полигамные половые акты. При моногамном спаривании собаки совершают по одному-два коитуса ежедневно с одним самцом на
Из книги Племенное разведение собак автора Сотская Мария НиколаевнаОрганы размножения кобеля То, о чем я собираюсь здесь рассказать, не содержит ничего нового для серьезного собаковода, тем не менее, краткое описание анатомии племенного кобеля может быть для кого-то полезным.Предстательная железаНепосредственно под мочевым пузырем
Из книги Служебная собака [Руководство по подготовке специалистов служебного собаководства] автора Крушинский Леонид ВикторовичОрганы размножения суки Женские половые клетки - яйцеклетки - производятся в яичниках. Влагалище, матка и маточные трубы - это те пути, по которым проходят сперматозоиды до оплодотворения яйцеклетки.ЯичникиЭтот парный орган находится в брюшной полости суки
Из книги Размножение собак автора Коваленко Елена ЕвгеньевнаСпособы размножения Размножение - важнейший биологический процесс, обеспечивающий поддержание и увеличение численности вида, возможность его расселения и, в конечном итоге, успех борьбы за существование. В животном мире существует целый ряд способов размножения,
Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович7. Система органов размножения Размножение относится к важнейшим отправлениям организма и обеспечивает продолжение рода. Для выполнения функций, связанных с размножением, у собак служит половой аппарат.Половой аппарат кобеля. Половой аппарат кобеля состоит из
Из книги Природа человека (сборник) автора Мечников Илья ИльичГЛАВА 2 ФИЗИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ СОБАК Рождение живого и достаточно сформированного детеныша, в котором уже угадываются черты будущего взрослого животного, создает впечатление, что новый организм возникает как бы из ничего. Собственно рождение означает появление на свет
Долгожительство зависит от размера, размножения и еды В последнее время известный берлинский профессор Рубнер сделал попытку определить количество энергии, потребляемой во время роста и в продолжение жизни, думая найти в этом основание для решения вопроса о
Из книги автора4.1. Виды размножения В процессе эволюции живых организмов происходила и эволюция способов размножения, разнообразие которых наблюдаются у ныне живущих видов. Все варианты размножения можно разделить на два принципиально отличающихся типа – бесполое и
Размножение – способность организмов воспроизводить себе подобных.
В природе существует два типа размножения: бесполое и половое.
I. Бесполое размножение – размножение организмов, происходящее без образования гамет с участием лишь одного родительского организма.
Идентичное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном .
Члены одного клона могут быть генетически различными только в случае возникновения случайной мутации.
В основе бесполого размножения лежит митотическое деление .
Виды бесполого размножения:
Виды бесполого размножения | Характерные особенности | Примеры организмов |
1. Простое (бинарное) | Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние, каждая из которых становится новым организмом, идентичным материнскому. | Бактерии, многие простейшие (амеба), все одноклеточные водоросли (хлорелла) |
2. Множественное деление (шизогония) | Происходит многократное деление клеточного ядра, вслед за которым делится сама клетка на множество дочерних. Стадия, на которой происходит множественное деление, называется шизонтом, а сам процесс – шизогонией. | Споровики (группа простейших, к которой относится возбудитель малярии – малярийный плазмодий); некоторые водоросли |
3. Споруляция (спорообразование) | Спора – одноклеточная репродуктивная единица микроскопических размеров, состоящая из ядра и небольшого количества цитоплазмы. Споры могут образовываться путем митоза или мейоза. Существуют и половые споры (зооспоры хламидомонады), они выполняют функции гамет. | Водоросли, мхи, папоротники, хвощи, плауны; грибы |
4. Почкование | Новая особь образуется в виде выроста (почки) на теле родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм. | Кишечнополостные, одноклеточные грибы (дрожжи) |
5. Фрагментация | Разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых растет и дает начало новому организму. Этот способ основан на способности организмов к регенерации (восстановление недостающих частей тела). | Плоский червь планария (при неблагоприятных условиях); немертины (морские черви); нитчатые водоросли (спирогира) |
6. Вегетативное размножение | Размножение отдельными органами, частями органов или тела. Нередко растения образуют структуры, специально предназначенные для этого: s луковицы (короткий стебель, мясистые листья); s клубнелуковицы (вздутый подземный стебель, нет мясистых листьев); s корневище (подземный стебель, растущий горизонтально); s столон (ползучий горизонтальный стебель, стелющийся по поверхности почвы; s усы (плети) – разновидности столонов, которые быстро растут в длину; s клубень (подземный запасающий побег); s корневые клубни (шишки) – вздувшиеся придаточные корни; s мясистые стержневые корни; s листьями. | тюльпан, нарцисс, лук; шафран, гладиолус; ирис, пырей ползучий, астра, мята; ежевика, крыжовник, черная и красная смородина; земляника, лютик ползучий; картофель; георгины; |
7. Клонирование | Выращивание особи, генетически идентичной данному организму, путем пересадки ядра из соматической клетки в яйцеклетку, из которой предварительно удалили ядро. | Высшие растения и некоторые животные. |
Бесполое размножение, эволюционно возникшее раньше полового , – весьма эффективный процесс.
Значение бесполого размножения:
Достоинства бесполого размножения: | Недостатки бесполого размножения: |
1. Необходима лишь одна родительская особь . В половом размножении участвуют две особи, а это сопряжено с затратой времени и энергии на поиски партнера или, у неподвижных организмов (растений) специальных механизмов, например опыления, при котором гибнет множество гамет. 2. Генетически идентичные потомки . При хорошей адаптации вида к условиям существования это – преимущество, т. к. сохраняются удачные комбинации генов. 3. Расселение и распространение вида . Микроскопические и легкие споры разносятся ветром на большие расстояния, быстрый рост корневищ и т. д. 4. Быстрота размножения . При благоприятных условиях численность вида быстро увеличивается | 1. Отсутствие генетической изменчивости среди потомков. 2. Если размножение связано с образованием спор, то многим из них не удается найти подходящее место для прорастания, так что энергия и материалы, затраченные на их создание, пропадают впустую. 3. Если вид расселяется в одной области, то может возникнуть перенаселение и истощение питательных веществ. |
II. Половое размножение – процесс получения потомства в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер двух гамет.
Гаметы – половые гаплоидные клетки.
Сперматозоиды – мужские гаметы.
Яйцеклетки – женские гаметы.
Оплодотворение – процесс слияния гамет.
Зигота – результат слияния гамет (оплодотворенная яйцеклетка), первая диплоидная клетка будущего организма.
Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называют раздельнополыми (большинство животных и человек).
Виды, у которых одна и та же особь способна производить и мужские, и женские гаметы, называют двуполыми (обоеполыми) или гермафродитными (простейшие, кишечнополостные, плоские черви, малощетинковые черви (дождевой), ракообразные, такие моллюски, как улитка, некоторые рыбы и ящерицы, большинство цветковых растений).
Партеногенез (девственное размножение) – одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Таким образом, партеногенез – половое, но однополое размножение. Партеногенез встречается как в царстве животных, так и в царстве растений.
Различают :
s факультативный партеногенез, при котором яйца могут развиваться как после оплодотворения, так и без него (пчелы, муравьи, коловратки – из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы);
s облигатный партеногенез (обязательный), при котором яйца способны только к партеногенетическому размножению (кавказская скальная ящерица).
У многих видов партеногенез носит циклический характер, так у тлей, дафний, коловраток в летнее время существуют лишь самки, а осенью партеногенез сменяется размножением с оплодотворением.
В основе полового размножения лежит процесс образования половых клеток – гаметогенез .
Гаметогенез – процесс образования и развития половых клеток.
Сперматогенез – процесс образования мужских половых клеток – сперматозоидов.
Овогенез (оогенез) – процесс образования женских половых клеток – яйцеклеток.
В процессе образования половых клеток выделяют ряд стадий:
|
гаметогенеза | Тип и фаза деления | Сперматогенез (в семенниках) | Овогенез (в яичниках) |
Размножение | Первичные половые клетки делятся путем митоза; образуются диплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (2 n 2 c ) – гаметоциты I порядка (сперматоциты и ооциты) |
||
Интерфаза | Гаметоциты I порядка увеличиваются в размерах. Происходит синтез ДНК и достраивание второй хроматиды; формируются диплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (2 n 4 c ) |
||
Созревание | сперматоциты I порядка делятся с образованием сперматоцитов II порядка ( n 2 c ) . В результате второго деления образуется четыре гаплоидные сперматиды – клетки с однохроматидными хромосомами ( nc ) . | В ходе первого (редукционного) деления ооциты I порядка делятся с образованием ооцитов II порядка ( n 2 c ) и направительного тельца ( n 2 c ). В ходе второго деления из ооцита II порядка образуется яйцеклетка ( nc ) и направительное тельце ( nc ) ; из первого направительного тельца – два новых. В результате мейоза образуется яйцеклетка и три направительных (редукционных) тельца. Все клетки гаплоидные с однохроматидными хромосомами. Редукционные тельца вскоре погибают |
|
Формирование | Приобретение клетками определенной формы и размеров, соответствующих их специфической функции |
||
Формирование сперматозоидов: аппарат Гольджи располагается на переднем крае головки, преобразуясь в акросому (выделяет ферменты, которые растворяют мембрану яйца); митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку. | Увеличение количества желтка. У многих животных – формирование дополнительных оболочек (защита яйцеклетки и развивающегося зародыша от неблагоприятных воздействий) |
Оплодотворение – процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой и образование оплодотворенного яйца – зиготы .
Зигота – начальная одноклеточная стадия развития нового организма.
III. Онтогенез – индивидуальное развитие организма – период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма. В процессе онтогенеза реализуется наследственная информация, полученная от родителей.
Онтогенез включает два периода:
Эмбриональный период – от образования зиготы до рождения или же выхода из яйцевых оболочек. Постэмбриональный период – от рождения до смерти организма.Эмбриональный период включает три основных этапа:
Дробление – образование однослойного многоклеточного зародыша в результате митотического деления зиготы.На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие у губок и кишечнополостных. У остальных животных закладывается третий зародышевый листок – мезодерма – из энтодермы и расположена между эктодермой и энтодермой.
Во время гаструляции начинается дифференциация клеток по органогенез :
из эктодермы :
s нервная система;
s компоненты органов зрения, слуха, обоняния;
s кожный эпителий и его производные (молочные, потовые и сальные железы, волосы, перья, ногти, эмаль зубов);
s передний и задний отделы пищеварительной системы (эпителий ротовой полости и прямой кишки);
s наружные жабры;
s щитовидная железа;
из энтодермы:
s эпителий пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем;
s пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа);
из мезодермы:
s хрящевой и костный скелет;
s мышечная ткань (поперечнополосатая скелетная и гладкая мускулатура внутренних органов);
s кровеносная система и кровь;
s выделительная система;
s половые железы;
s вся соединительная ткань;
s надпочечники.
У разных видов животных одни и те же зародышевые листки дают начало одним и тем же органам и тканям. Значит, они гомологичны . Гомология – доказательство единства происхождения животного мира.
Постэмбриональный период бывает двух типов:
Прямое постэмбриональное развитие – идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью и отличается только размерами, недоразвитием ряда органов и пропорций тела (птицы, млекопитающие, пресмыкающиеся, некоторые насекомые, ракообразные и др.) Непрямое постэмбриональное развитие – протекает с метаморфозом, т. е. с превращением во взрослую особь. Личинка приспособлена к активному питанию, передвижению, росту и развитию, но не может размножаться (исключение: аксолотль – личинка земноводного амбистомы – при недостатке гормона щитовидной железы не превращается во взрослую особь, но способна размножаться на этой стадии). Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними, способствует выживанию молоди.Постэмбриональный период заканчивается старением и смертью.
Размножение, при котором от части материнского организма отделяется одна или несколько клеток, называется бесполым. При этом для появления потомства достаточно одной родительской особи.
Виды бесполого размножения
В природе существует несколько вариантов того, как живые организмы могут воспроизводить себе подобных. Способы бесполого размножения достаточно разнообразны. Все они заключаются в том, что клетки начинаются делиться и воспроизводить дочерние особи. У одноклеточных простейших весь организм разделяется на две части. У многоклеточных размножение начинается с деления одной или нескольких клеток одновременно.
Для растений, грибов и некоторых видов животных характерно бесполое размножение. Способы размножения могут быть такими: деление, спорообразование. Отдельно отмечают формы появления потомства, при которых оно образовывается из группы клеток материнской особи. Их называют вегетативным размножением. Отдельно выделяют почкование, фрагментацию. Это распространенные способы бесполого размножения. Таблица дает возможность понять, чем они отличаются.
Метод размножения | Особенности | Виды организмов |
Клетка разделяется на 2 части, образуя 2 новые особи | Бактерии, простейшие |
|
Спорообразование | В специальных отделах организма (спорганиях) образуются споры | Некоторые растения, грибы, отдельные простейшие |
Вегетативное | Из нескольких клеток родительской особи образуется дочерний организм | Кольчатые черви, кишечнополостные организмы, растения |
Особенности простейшего размножения
У всех организмов, которые способны получать потомство путем деления, кольцевая хромосома предварительно удваивается. Ядро делится на две части. Из одной родительской клетки образуются две дочерние. В каждой из них содержится идентичный генетический материал. Между двумя образовавшимися дочерними клетками появляется перетяжка, по которой родительская особь разделяется на две клетки. Это простейшее бесполое размножение.
Способы размножения могут быть и другими. Но эвглены зеленые, хламидомонады, амебы, инфузории используют именно деление. Полученное потомство ничем не отличается от родительских особей. У него точно такой набор хромосом. Этот метод размножения позволяет в короткие сроки получить большое количество одинаковых организмов.
Спорообразование
Некоторые грибы и растения размножаются с помощью специальных гаплоидных клеток. Они называются спорами. У многих грибов и данные клетки образуются в процессе митоза. А у высших растительных организмов их образованию предшествует мейоз. Особенностью данного процесса является то, в спорах таких растений содержится гаплоидных набор хромосом. Они в состоянии дать начало новому поколению, которое отличается от материнского. Оно сможет размножаться уже половым путем. При этом не стоит забывать за их уникальную особенность. Способы полового и бесполого размножения у таких растений чередуются.
У большинства грибов и растений образованные споры - это клетки, которые защищены специальными оболочками. Они могут определенное время сохраняться в неблагоприятных условиях. При их изменении оболочки раскрываются, а клетка начинает активно делиться путем новый организм.
Вегетативное самовоспроизведение
Большинство высших растений использует иные способы бесполого размножения. Таблица позволяет разобраться, какие существуют виды вегетативной репродукции.
Метод вегетативного размножения | Особенности |
Отделение корней, черенков, луковиц, усов, клубней, корневищ | Для репродукции необходимо хорошо сформированная часть материнского организма, из которой начнет развиваться дочерний |
Фрагментация | Родительская особь делится на несколько частей, из каждой развивается отдельный самостоятельный организм |
Почкование | На родительском теле образуется почка, из которой формируется новый полноценный организм |
При вегетативном размножении у растений могут образовываться специальные структуры. Например, картофель и георгины создают потомство клубнями. Так называются корневые либо стеблевые утолщения. Вздутое основание стебля, из которого образуется потомство, называется клубнелуковицей.
Корневищами размножаются такие растения, как астра и валериана. Также называют горизонтально растущие подземные стебли, из которых появляются почки и листья.
Образует потомство с помощью усов. Они отрастают достаточно быстро, из них появляются новые листья и почки. Все эти способы бесполого размножения организмов называются вегетативными. К ним также относят репродукцию с помощью черенков стеблей, корней, части слоевищ.
Фрагментация
Этот вид репродукции характеризуется тем, что при разделении материнского организма на несколько частей, из каждого из них образуется новая особь. Некоторые кольчатые и плоские черви, иглокожие (морские звезды) используют такое бесполое размножение. Способы размножения путем фрагментации основываются на том, что некоторые организмы могут восстанавливаться путем регенерации.
Например, если от морской звезды оторвать луч, то из него сформируется новая особь. То же самое произойдет и с дождевым червем, разделенным на несколько частей. Гидра, кстати, может восстанавливаться из 1/200 части, отделенной от ее организма. Обычно такое воспроизведение наблюдается при повреждениях. Самопроизвольная фрагментация наблюдается у плесневых грибов и некоторых морских червей.
Почкование
Способы бесполого размножения позволяют воспроизводить точные копии родительских организмов. В ряде случаев дочерние особи формируются из специальных клеток - почек. Такой способ самовоспроизведения характерен для некоторых грибов, животных (губок, простейших, кишечнополостных, ряда червей, крыложаберных особей, оболочников), печеночных мхов.
Для кишечнополостных, например, характерно такое бесполое размножение. Способы размножения их достаточно любопытны. На теле материнской особи появляется вырост, который увеличивается. Как только он достигает размеров взрослой особи, то происходит его отделение.
Размножение - это способность всех организмов воспроизводить себе подобных, что обеспечивает непрерывность и приемлемость жизни. Основные способы размножения представлены:
В основе бесполого размножения лежит деление клеток путем митоза, при котором из каждой материнской клетки (организма) создаются две равноценные дочерние клетки (два организма). Биологическая роль бесполого размножения заключается в возникновении организмов, идентичных родительским по содержанию наследственного материала, а также анатомическим и физиологическим свойствам (биологические копии).
Различают следующие способы бесполого размножения : деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, спорообразование, вегетативное размножение.
Деление - способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус - амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация (4) - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
Спорообразование (6) - размножение посредством спор. Споры - специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах - спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Клонирование - комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон - совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий - простое деление).
При половом размножении у прокариот две клетки обмениваются наследственной информацией в результате перехода молекулы ДНК из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику.