1. Размножение - универсальное свойство живого, обеспечивающее материальную непрерывность в ряду поколений. Эволюция размножения, формы размножения.

Размножение – это способность организмов производить себе подобных особей того же вида. Существует два типа размножения: половое и бесполое.

Размножение  , присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных , обеспечивающее  непрерывность и преемственность жизни Способы Р. Крайне разнообразны  Обычно выделяют три основные формы Р : бесполое (у простейших –деление надвое , шизогония , у высших растений  -с помощью спор) , вегетативное (размножение многоклеточных  организмов  путем обособления частей тела и восстановление их до целого индивидуума , почкование) и половое (обоеполое  ,то есть в результате оплодотворения ,и  однополое  девственное –партеногенез) Две первые формы Р по признаку отсутствия  полового процесса нередко объединяют  вместе под названием бесполого , хотя природа и происхождение их различны: при бесполом Р особь развивается из одной клетки , не дифференцированной  в половом отношении ,а при вегетативном  Р новой особи дают начало многоклеточные  зачатки различного происхождения

Половому Р многоклеточных предшествует  образование гамет (путем мейоза), сливающихся  в процессе оплодотворения в зиготу; при этом происходит объединение  наследственной информации , заключенной в ДНК хромосом У одноклеточных слияние гамет  в цикле развития не связано с   увеличением числа  особей, поэтому по отношению к простейшим вместо термина «половое Р» пользуются  термином «половой процесс» В течение онтогенеза Р может быть однократным (такие организмы называются  моноциклическими  и обычно приносят многочисленное потомство ) или многократным (полициклические организмы; как правило, менее плодовитые)

Для жизненного  цикла многих видов животных характерно закономерное чередование разных  форм Р, которое может сочетаться  с чередованием морфологически различных поколений : половое и бесполое , обоеполое  и партеногенез , обоеполое и вегетативное Чередование полового (гаметофит )и бесполого  (спорофит) поколений имеет место и у растений На сроки и интенсивность Р большое влияние оказывают условия среды –температура , длина светового дня , пища и так далее У высших  животных  деятельность  органов Р находится  под контролем нервной системы и эндокринных желез

Древнейшим способом размножения на Земле было бесполое размножение. Бесполое размножение. Бесполое размножение происходит без образования специальных клеток, в нём участвует один организм, одна особь, при этом размножении образуются идентичные потомки. Единственным источником генетической изменчивости являются случайные мутации. Цитологической основой бесполого размножения является митоз. Молекулярной основой бесполого размножения является репликация ДНК. Бесполое размножение у различных живых организмов может происходить по-разному. Формы бесполого размножения: 1. Почкование – это форма бесполого размножения при которой новая особь образуется в виде выростов (почки) на теле родительской особи, а затем отделяется от неё и превращается в самостоятельную особь (гидра, дрожжи). 2. Фрагментация – это разделение особи на две или более частей, каждая из которых растёт и образуется отдельная особь (высшие растения, губка, дождевой червь). 3. Образование спор. Спора – это одноклеточная репродуктивная единица, состоящая из ядра и небольшого количества цитоплазмы под плотной оболочкой. Из споры образуется новая особь (низшие растения). 4. Деление. Бинарное деление клетки на две части. Ядро родительской особи один или несколько раз делится митозом, при этом образуется два или несколько дочерних ядер. Каждое из них окружается цитоплазмой и развивается в самостоятельный организм. 5. Шизогония – это множественное деление клетки. Сначала в клетке многократно делится ядро, затем вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы, который окружается плазматической мембраной. Затем происходит распад на отдельные клетки (малярийный плазмодий). 6. Вегетативное размножение. Осуществляется формирование дочернего организма из группы клеток материнского организма. У растений это размножение происходит за счёт вегетативных органов: корневищ, луковиц, клубней, усов. В результате бесполого размножения образуются генетически идентичные особи. Скорость размножения очень высокая и в постоянных условиях организма быстро захватывают экологическую нишу. Половое размножение. Появилось половое размножение более 3 млрд. лет назад. Сущность полового размножения в перекомбинации генетического материала родительских особей. В результате дочерние особи становятся более разнообразными, и естественный отбор выбирает из них наиболее приспособленные. При половом размножении потомство получается в результате слияния гаплоидных клеток – гамет. При оплодотворении образуется зигота. Из которой развивается новый организм. Оплодотворение – это процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой с последующим слиянием их ядер и образованием диплоидной зиготы. Биологическое значение этого процесса состоит в том, что при слиянии мужских и женских гамет образуется новый организм, несущий признак обоих родительских организмов. Гаметы гаплоидны, они содержат половинный набор хромосом и образуются в результате мейоза.

Одной из модификаций полового размножения является партеногенез. Партеногенез – это процесс, при котором женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения (встречается у животных (пчёлы) и растений). Преимущество в том, что увеличивается скорость размножения.

В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводиться к объединению в наследственном материале для развития потомка генетической информации из двух разных источников – родителей. Представление о половом процессе дает процессы конъюгации инфузорий. Он заключается во временном соединении двух особей с целью обмена (рекомбинации) наследственным материалов, в результате чего появляются особи, генетические отличительные от родительских орг-ов. В дальнейшем они осуществляют бесполое размножение.

На определенном этапе эв-ии у многоклеточных организмов половой процесс как способ обмена генетической инф-ей м/у особями в пределах вида оказался связанным с размножением.

Для осуществления полового размножения особи родителей вырабатывают гаметы – клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции. Слияние материнской и отцовской гамет приводит к возникновению зиготы – клетки, представляющей собой дочернюю особь на наиболее ранней стадии развития.

Особенности гамет: гаплоидность; низкий уровень обменных процессов; в митоз вступает только яйцеклетка, в случае оплодотворения; только у яйцеклетки имеется защитная белковая оболочка; только у сперматозоида имеется клеточный центр, который передается в яйцеклетку; сперматозоид подвижен; яйцеклетка дает развитие (в случае оплодотворения); сперматозоид транспортирует генетический материал.

Половое размножение возникло 3 млрд. лет назад в архейскую эру.Распространенность полового размножения объясняется тем, что оно обеспечивает значительное генетическое разнообразие и, следовательно, фенотипическую изменчивость потомства. Этим достигаются большие эволюционные и экологические (расселение в разные среды) возможности.

Ø В основе лежит половой процесс, как объединение генетической информации между особями одного вида.

Ø Происходит с участие специализированных половых клеток, гамет имеющих гаплоидный набор хромосом.

Ø Требуется встреча двух особей разного пола.

Ø Клеточная основа это мейоз и оплодотворение.

Ø Формируется потомство с новыми комбинациями признаков.

Ø Способствует движущему отбору.

Ø Расширяет приспособительные способности организма.

Ø Ведет к прогрессивной эволюции.

Способы полового размножения:

Ø Моноцитогенный: конъюгация – это неполный половой процесс, при котором количество особей не увеличивается, но они качественно отличаются и называются конъюгаты; копуляция – это слияние двух особей выполняющих функции половых клеток. Сначала происходит рекомбинация, а затем новая особь размножается делением.

Ø Полицитогенный: конъюгация; гаметическая копуляция, соединение специальных гамет; партеногенез.

По сравнению с другими клетками функция гамет уникальна. Они обеспечивают передачу наследственной информации между особями разных поколений, чем сохраняют жизнь во времени.В сравнении с другими линиями соматических клеток (эпителиальные, нервные, мышечные) гаметы характеризуются рядом отличий. Важнейшее из них — гаплоидный набор хромосом в ядрах, что обеспечивает воспроизведение в зиготе типичного для организмов данного вида диплоидного числа хромосом.Действительно, оплодотворение сперматозоидом яйцеклетки, ядра которых содержат по 23 хромосомы, обусловливает формирование зиготы с 46 хромосомами, что типично для соматических клеток человека. Гаметы отличаются необычным для других клеток значением ядерно-цитоплазматического отношения. У яйцеклеток оно снижено благодаря увеличенному объему цитоплазмы, в которой размещен питательный материал (желток) для развития зародыша. У сперматозоидов благодаря малому количеству цитоплазмы ядерно-цитоплазматическое отношение высокое. Это находится в соответствии с главной функциональной задачей мужской гаметы — транспортировкой наследственного материала к яйцеклетке.

Половые клетки отличаются низким уровнем обменных процессов, близким к состоянию анабиоза. Мужские гаметы не вступают в митотический цикл. У яйцеклеток эта способность восстанавливается при оплодотворении или действии фактора, активирующего партеногенез.

По ряду признаков женские и мужские гаметы отличаются друг от друга, что связано с различными функциями яйцеклетки и сперматозоида в процессе размножения. Яйцеклетки имеют оболочки, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают требуемый уровень обмена веществ, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного спермия, способствуют внедрению (имплантации) зародыша в стенку матки у плацентарных животных, поддерживают форму зародыша.

Для яйцеклетки характерна плазматическая сегрегация. После оплодотворения (у асцидий уже через 5 мин) в еще не дробящемся яйце происходит закономерное перераспределение цитоплазмы. В дальнейшем цитоплазма разного состава также закономерно распределяется по клеткам тканей разных зачатков. По-видимому, на ранних стадиях способность бластомеров развиваться в определенном направлении зависит от наследования ими веществ, концентрирующихся в разных участках цитоплазмы яйцеклетки.

Сперматозоид имеет аппарат движения в виде жгутика.. Поясним приводимую цифру следующим примером. Яйцеклетка, лишенная аппарата активного движения, преодолевает расстояние до полости матки, равное примерно 10 см, за 4—7 сут. Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, выбрасывающий при контакте с яйцеклеткой длинную нить. Он обеспечивает проникновение ядра мужской гаметы в цитоплазму яйцеклетки путем растворения особыми ферментами ее оболочек. Описаны и другие приспособления, способствующие оплодотворению.

Оплодотворение заключается в соединении сперматозоида с яйцом. С него начинается эмбриональный период индивидуального развития. Важнейшими этапами процесса оплодотворения являются: 1) проникновение сперматозоида в яйцо; 2) активация в яйце разнообразных синтетических процессов; 3) слияние ядер яйца и сперматозоида с восстановлением диплоидного набора хромосом.

Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются разными организмами – женскими и мужскими, самками и самцами. Они отличаются друг от друга по ряду признаков. В подразделении гамет на яйцеклетки и сперматозоиды, а особей на самок и самцов заключается явление половой диморфизм. Наличие его в природе отражает различия в задачах, решаемых в процессе полового размножения мужской или женской гаметой, самцом или самкой.

Хотя оплодотворение представляет характерный признак полового размножения, дочерний организм иногда развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление наз. партеногенезом. Источником наследственного материала для развития потомка в этом случае обычно служит ДНК яйцеклетки. Партеногенез – модификация полового размножения в процессе эволюции определенных видов животных. При партеногенезе, как и типичном половом размножении, развиваются особи с диплоидными соматическими клетками. Восстановление диплоидного набора хр-ом происходит обычно путем слияния ооцита и редукционного тельца во 2ом делении мейоза.

У некоторых видов закономерно наблюдается полиэмбриония – бесполое размножение зародыша на ранних стадиях эмбриогенеза животных, размножающихся половым способом. В результате полиэмбрионии у человека рождаются однояйцевые близнецы.