2. Половое размножение.

Для полового размножения необходимо наличие специализированных половых клеток - гамет. Гаметы, по сравнению с соматическими клетками, образуются путем мейоза - особой формы деления клеток, в результате чего они содержат лишь одинарный (гаплоидный) набор хромосом. Половой процесс заключается в слиянии двух гамет - мужской и женской половых клеток.

Половое размножение одноклеточных.

Половой процесс у одноклеточных можно объединить в две группы: 1 - коньюгация - в этом случае специализированные половые клетки не образуются; 2 - гаметическая копуляция - в этом случае формируются половые элементы, и происходит их попарно слияние.

Коньюгация - своеобразная форма полового процесса у инфузорий, характерной чертой является наличие двух ядер: макронуклеуса - большого ядра и микронуклеуса - маленького. При половом процессе - при коньюгации - инфузории сближаются попарно, между ними образуется мостик из протоплазмы. В это время в ядерном аппарате партнеров происходят сложные процессы - макронуклеус растворяется, а микронуклеус мейотически делится на стационарное и мигрирующее ядра, содержащие гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро переходит в цитоплазму партнера, в котором сливается с его стационарным ядром, образуя синкарион. Он содержит диплоидный набор хромосом. Из синкариона путем сложных перестроек формируются макро- и микронуклеусы.

После коньюгации инфузории расходятся, но благодаря обмену наследственной информацией оба партнера изменяются, что приводит к появлению новых комбинаций свойств и признаков.

Гаметическая копуляция - половой процесс у одноклеточных, при котором обе особи приобретают половые различия, т. е. превращаются в гаметы, полностью сливаются, образуя зиготу. В процессе эволюции степень различия гамет нарастает.

Хологамия - наблюдается у некоторых одноклеточных водорослей, не имеющих твердой оболочки. У них сливаются не специализированные гаметы, а целые одноклеточные организмы, внешне не отличающиеся друг от друга.

Изогамия - сливаются гаметы, одинаковые морфологически. Встречается у водорослей и немногих грибов. Гаметы свободно перемещаются в воде с помощью жгутиков.

Гетерогамия - сливаются подвижные гаметы разных размеров. Встречается у некоторых растений и грибов.

Оогамия - у многих низших и всех высших растений. Женская гамета, лишенная жгутиков, неподвижна, имеет значительные размеры и большой запас питательных веществ, ее называют яйцеклеткой. Мужская гамета маленькая, подвижная, имеет жгутик и называется сперматозоидом. Однако у большинства семенных растений в процессе эволюции мужские гаметы утратили жгутики, они носят специальные названия – спермии. Гаметангии, в которых образуются яйцеклетки, называются оогонии, а у высших – архегониями. Мужские гаметангии у всех растений называются антеридиями.

Биологическое значение оогамии:

Более крупные размеры яйцеклетки позволяют ей иметь необходимый запас питательных веществ для дальнейшего развития.

Неподвижность женской гаметы создала предпосылки для внутреннего оплодотворения и лучшей защиты зиготы в наземных условиях, что и определило наибольшее распространение оогамии у высших растений.

Большое число мужских гамет значительно повышает гарантию полового процесса и возможность передвижения их в небольших количествах воды.

Для многоклеточных животных при половом размножении характерна только оогамия.

Половое размножение многоклеточных.

Многоклеточные размножаются гаметами, которые у мужских особей развиваются в семенниках и называются сперматозоиды. У женских особей развиваются в яичниках и называются яйцеклетками. В целом развитие гамет у многоклеточных происходит в половых железах - гонадах.

Оплодотворение - это слияние двух гамет, в результате чего образуется зигота - начальная стадия развития нового организма. Оплодотворение включает две стадии: 1) активация яйца; 2)синкариогамия, т. е. образование диплоидного ядра зиготы в результате слияния гаплоидных ядер половых клеток, несущих генетическую информацию двух родительских организмов.

Гермафродитизм - это наличие женских и мужских гамет в одной особи. Такой организм называется гермафродитом. Гермафродитизм характерен для низших ступеней эволюции животного мира. В норме встречается у моллюсков, плоских и кольчатых червей. Как патологическое состояние может встречаться в других группах животных. У червей - гермафродитов есть приспособление, препятствующее самооплодотворению. У устриц организм в зависимости от преобладания белкового или углеводного питания продуцирует то яйцеклетки, то сперматозоиды.

Моноспермия и полиспермия.

В яйцеклетку проникает, как правило, один сперматозоид (моноспермия), однако у насекомых, рыб, птиц и ряда, млекопитающих в цитоплазму яйцеклетки попадает сразу несколько сперматозоидов, это явление называется полиспермией. Биологическая роль полиспермии не ясна. Четко установлено, что с ядром яйцеклетки сливается в норме ядро только одного сперматозоида. Другие сперматозоиды подвергаются разрушению. В передаче наследственной информации участвует только один спермий (Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений рассказать).