Вопрос 2

Среди многообразных проявлений жизнедеятельности (пита­ние, обустройство местообитания, зашита от врагов) размножению принадлежит особая роль. В известном смысле существование организма является подготовкой к выполнению им главной биоло­гической задачи — участию в размножении. В основе способности организмов к размножению лежат определенные клеточные меха­низмы, -

Продолжительность жизни особи короче продолжительности существования вида, к которому она принадлежит. Поэтому история вида — это история сменяющихся поколений организмов. Очеред­ное {дочернее) поколение образуется в результате размножения особей предшествующего (родительского) поколения Способность к размножению является неотъемлемым свойством живых существ. С его помощью сохраняются во времени биологические виды и жизнь как таковая. Биологическая роль размножения состоит в том, что оно обеспечивает смену поколений. Различия, закономерно про­являющиеся в фенотипах особей разных поколений, делают воз­можным естественный отбор и, следовательно, эволюцию жизни: , Размножение возникло в ходе исторического развития органи­ческого мира на самом раннем этапе вместе с клеткой. В процессе биологического размножения наряду со сменой поколений и под­держанием достаточного уровня внутривидовой изменчивости ре­шаются также задачи увеличения числа особей, сохранения складыва­ющихся в эволюции типов структурно-физиологической организации (путем воспроизведения себе подобного). Последнее связано с тем, что при размножении осуществляется передача в ряду поколений генетического материала (ДНК), т. е. определенной, специфичной для данного вида биологической информации.

СПОСОБЫ И ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ

В зависимости от характера клеточного материала, используе­мого в целях„размножения, выделяют различные способы и формы последнего! Различают два способа размножения: бесполое и половое.

1 Многоклеточные: одна или I несколько соматических (телесных) клеток родите- ля; одноклеточные: клетка- организм как целое. Одна особь

Генетически точная копия родителя, т. е. в отсутствие соматических мутаций клон организмов Митоз

Способствует поддержа­нию наибольшей приспо­собленности в маломеняющихся условиях обита­ния; усиливает роль стаби­лизирующего естествен­ного отбора

2 Родители образуют половые клетки (гаметы), специализи­рованные к выполнению фун­кции размножения. Родитель представлен в потомке исход­но одной клеткой. Обычно две особи Генетически отличны от обоих Родителей Мейоз За счет генетического разнооб­разия создает предпосылки к. освоению разнообразных ус­ловий обитания; дает эволю­ционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественного отбора.

бесполое размножение .Деление надвое приводит к возникновению из одного роди­тельского организма двух дочерних. Оно является преобладающей формой у прокариот и простейших, но встречается и у многокле­точных: продольное у медуз, поперечное у кольчатых червей. Множественное деление (шизогония) встречается среди простейших, в том числе паразитов человека (малярийный плазмодий). При размно­жении почкованием потомок формируется первоначально как вы­рост на телё родителя (гидра). Фрагментация заключается в распаде тела многоклеточного организма на части, которые далее превра­щаются в самостоятельных, особей (плоские черви, иглокожие), У видов, размножающихся спорами, дочерний организм развивается из специализированной клетки-споры.

В зависимости от формы бесполого размножения потомок раз­вивается либо из одной клетки (спорообразование, шизогония, деление), либо из группы клеток родителя. В последнем случае размножение называют вегетативным. Оно распространено среди растений.

Бесполое размножение наблюдается у животных с относительно низким уровнем структурно-физиологической организации, к ко­торым принадлежат многие паразиты человека. У паразитов беспо­лое размножение не только служит увеличению численности особей, но способствует расселению, помогает пережить неблагоприятные условия.

^ 5.2. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

Хотя в процессе развития жизни бесполое размножение возник­ло первым, половое размножение существует на Земле уже более 3 млрд. лет. Оно обнаруживается в жизненных циклах всех основных групп организмов. Распространенность полового размножения объясняется тем, что оно обеспечивает значительное генетическое разнообразие и, следовательно, фенотипическую изменчивость потомства. Этим достигаются большие эволюционные и экологические (расселение) возможности.;

В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводится к! объединению в наследственном материале для развития; потомка генетической информации от двух разных источ­ников — родителей. Представление о половом процессе дает явле­ние конъюгации, например инфузорий. Он заключается во временном соединении двух особей с целью обмена (рекомбинаций) наследственным материалом. В результате появляются особи, гене­тически отличные от родительских организмов. В дальнейшем они осуществляют бесполое размножение. Поскольку количество инфу­зорий после конъюгации остается неизменным. У простейших половой Процесс может осуществляться в виде копуляции, которая заключа­ется в слиянии двух особей в одну, объединении и рекомбинации наследственного материала. Далее такая особь размножается - деле­нием. На определенном этапе эволюции у многоклеточных орга­низмов половой процесс как способ обмена генетической инфор­мацией между особями в пределах вида оказался связанным с размножением. -

Для участия в половом размножении"! родительских организмах вырабатываются гаметы —клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции. Слияние материнской и отцовской гамет приводит к возникновению зиготы — клетки, представляю­щей собой дочернюю особь на первой, наиболее ранней стадии индивидуального развития.

У некоторых организмов зигота образуется в результате объединения гамет, не отличимых по строению. В таких случаях говорят об изогамии. У большинства видов по структурным и функциональ­ным признакам половые клетки делятся на материнские (яйцеклет­ки) и отцовские (сперматозоиды). Как правило, яйцеклетки и спер­матозоиды вырабатываются разными организмами — женскими (самки) и мужскими (самцы). В подразделении гамет на яйцеклетки и сперматозоиды, а особей на самок и самцов заключается явление полового диморфизма (рис. 5.1; 5.2). Наличие его в природе отражает различия в задачах, решаемых в процессе полового размножения мужской или женской гаметой, самцом или самкой. _:

Образование гамет обоих видов в одном организме, имеющем и мужскую, и женскую половые железы, называют гермафродитизмом^х. Гермафродитизм характерен для некоторых паразитов чело­века, например плоских червей. Несмотря на продукцию гермаф­родитами и мужских, и женских гамет, самооплодотворение для них нетипично, что связано обычно с несовпадением времени созрева­ния яйцеклеток и сперматозоидов. Истинный гермафродитизм опи­сан у человека. Чаше он развивается в результате нарушения" эмбриогенеза при одинаковом наборе половых хромосом XX ИЛИ XV во всех соматических клетках. У некоторых людей-гермафроди­тов обнаружен мозаицизм по половым хромосомам. Одни сомати­ческие клетки имеют пару XX, другие —XV. ,,<

Хотя оплодотворение представляет собой характерный признак полового размножения, дочерний организм иногда развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление называют девствен­ным развитием ИЛИ партеногенезом. Источником наследственного материала для развития потомка в этом случае обычно служит ДНК яйцеклетки —гиногенез. Реже наблюдается андрогенез — развитие потомка из клетки с цитоплазмой ооцита и ядром сперматозоида. Ядро женской гаметы в случае андрогенеза погибает.'

Обязательный партеногенез является измененной формой по­лового размножения в эволюции некоторых видов животных. У пчел, например, он используется как механизм генотипического определения пола: женские особи (рабочие пчелы и царицы) раз­виваются из оплодотворенных яйцеклеток* а мужские (трутни) — партеногенетически.^! Партеногенез включен в жизненные циклы многих паразитов Он обеспечивает рост численности особей в условиях, затрудняющих встречу партнеров противоположного по­ла. Имеются указания на возможность девственного развития у человека. В яичниках девушек, погибших при случайных обстоя­тельствах, в отсутствие предшествующего осеменения находили зародыши на ранних этапах дробления- Наблюдения завершенного эмбриогенеза с партеногенетическим развитием в отношении чело­века отсутствуют* При партеногенезе» как й при типичном половом размножении, развиваются особи с диплоидными соматическими клетками. Восстановление диплоидного набора хромосом происхо­дит обычно путем слияния ооцита и редукционного тельца во втором делении мейоза. \

У некоторых видов закономерно наблюдается полиэмбриония — бесполое размножение зародыша, возникающего путем полового размножения. Полиэмбриония, к примеру, типична для броненос­цев и заключается в разделении на стадии бластулы клеточного материала первоначально одного зародыша между 4—8 зародыша­ми, из которых развиваются полноценные особи. В результате полиэмбрионии у человека рождаются однояйцовые близнецы.