12. Статеве і нестатеве розмноження багатоклітинних організмів.

Організми, які розмножуються за допомогою безстатевого механізму, витрачають на розмноження значно менше ресурсів і мають можливість швидкого збільшення розміру популяції. Проте статеве розмноження також має кілька переваг, адже "статеві" організми мають більше можливостей для адаптації до умов навколишнього середовища. Для забезпечення достатнього рівня генетичних змін, пристосування до нових умов обидва типи організмів повинні забезпечити певний рівень мутацій у своїх геномах. Проте безстатеві організми при цьому втрачають початкові варіанти генів, що зберігаються в популяції. Крім того, організми із статевим розмноженням мають можливість змінюватися значно сильніше, прискорюючи процес еволюції. Про переваги статевого розмноження свідчить той факт, що генетичний алгоритм, математична модель, побудована на його основі, має значні переваги для пошуку мінімуму на складній багатовимірній поверхні, ніж еволюційні алгоритми, аналогічні безстатевому розмноженню.

Багато організмів можуть розмножатися як статевим шляхом, так і безстатевим. Попелиці, слизисті гриби, актинії, деякі види морських зірок та більшість рослин мають можливость розмножуватися брунькуванням або фрагментацією.

Коли зовнішні фактори сприятливі, зазвичай використовується безстатеве розмноження, максимально експлуатуючи ресурси навколишнього середовища. Популяція у такому випадку експоненційно зростає, а безстатеве розмноження надає перевагу швидшого росту.

Коли джерела їжі виснажуються, клімат погіршується або виникає інша несприятлива зміна, ці організми перемикаються на статеву форму розмноження. Статеве розмноження гарантує змішування генофонду виду. Зміни, отримані нащадками в результаті статевого розмноження, дозволяють деяким індивідуумам краще пристосуватися до виживання у нових умовах і забезпечують механізм добірної адаптації. Крім того, статеве розмноження часто приводить до утворення стійкішої життєвої стадії, яка може витримати умови, що загрожують нащадкам, отриманим безстатевим шляхом. Тому насіння, спори, яйця, лялечки та інші «зимуючі» стадії гарантують виживання протягом несприятливого часу і дають можливість організму «чекати» покращення зовнішніх умов.

Безстатеве розмноження виникло набагато раніше за статеве у процесі еволюції. Вважається, що це був перший тип розмноження, що виник у момент отримання організмами індивідуальності. Хоча переваги статевого розмноження серед багатоклітинних організмів добре відомі, їх кількісний внесок та еволюція статевого розмноження все ще активно досліджуються.

13. Будова і утворення статевих клітин

У ядрах соматичних клітин людини міститься 46 хромосом, набір хромосом подвійний (2п). У статевих клітинах є лише половина хромосом, тобто 23 хромосоми. Це стає можливим тому, що в процесі утворення гамет під час їхнього дозрівання відбувається поділ, внаслідок якого до кожної статевої клітини потрапляє лише одна із кожної пари хромосом, тобто кількість хромосом зменшується вдвічі.

Як утворюються статеві клітини? Статеві клітини утворюються у статевих залозах з первинних статевих клітин. Процес утворення чоловічих статевих клітин називають сперматогенезом, а жіночих - овогенезом (мал. 55). Він включає чотири послідовні періоди: розмноження, ріст, дозрівання і формування (див. таблицю).

У результаті сперматогенезу утворюються чотири однакові клітини; а овогенезу - одна яйцеклітина і 3 полярні тільця {мал. 55). Процес утворення сперматозоїдів триває понад два місяці. Щодня у чоловіка дозріває кілька мільйонів сперматозоїдів. На відміну від чоловіків, у жінок процес утворення яйцеклітин відбувається лише в ембріональному періоді й завершується ще до народження дівчинки. Первинні статеві клітини, що утворилися, перебувають у «законсервованій» стадії аж до настання статевої зрілості.

Яка будова чоловічих статевих клітин? Чоловічі статеві клітини - сперматозоїди - це дуже дрібні, рухливі гамети, що складаються з головки, шийки і хвоста (мал. 54). Головка має ядро з гаплоїдним набором хромосом, оточене тонким шаром цитоплазми.