class collection / Лекция 1. РАЗМНОЖЕНИЕ

Лекция РАЗМНОЖЕНИЕ

1. Размножение организмов

Размножение или репродукция – одно из основных свойств живого.

Размножение – способность производить себе подобных особей.

Известны 2 формы размножения: бесполое и половое.

1.1. Бесполое размножение.

Принимает участие 1 родительская особь. Получается много особей, имеющих такой же генетический материал как и материнская клетка. Бесполое размножение является древнейшей формой размножения.

Значение бесполого размножения заключается в увеличении численности данного вида, но не сопровождается повышением генетического разнообразия внутри вида. Новые признаки появляются только в результате случайных мутаций.

Виды бесполого размножением:

1. Размножение делением

2. Размножение спорами

3. Вегетативное размножение

4. Почкование

5. Фрагментация (деление тела)

1.2. Половое размножение

Половое размножение обнаруживается в жизненном цикле всех основных групп организмов, оно свойственно как растительным, так и животным организмам. Оно обеспечивает генетическое разнообразие и фенотипическую изменчивость потомства.

В основе полового размножения лежит половой процесс.

Различают несколько форм полового процесса:

1. Изогамия. Гаметы, образующиеся в гаметангиях, одинаковы по форме и размеру. Их попарное слияние основано лишь на физиологическом различии.

2. Гетерогамия. Гаметы отличаются друг от друга по размерам, но оба типа гамет (макрогаметы и микрогаметы) подвижны и имеют жгутики.

3. Оогамия. Одна из гамет (яйцеклетка) значительно крупнее другой, неподвижна; другая (спермий, или сперматозоид) подвижна, обычно жгутиковая или амебоидная.

Явление полового диморфизма –анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов.

Гермафродитизм — одновременное или последовательное наличие у организма мужских и женских половых признаков и репродуктивных органов.

Истинный гермафродитиз - одновременным наличием мужских и женских половых органов, наряду с этим имеются одновременно мужские и женские половые железы. Вторичные половые признаки имеют элементы обоих полов: низкий тембр голоса, смешаный (бисексуальный) тип фигуры, в той или иной мере развитые молочные железы.

Ложный гермафродитизм - половые железы сформированы правильно по мужскому или женскому типу, но наружные половые органы имеют признаки двуполости.

Партеногенез – развитие зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки (низшие ракообразные, перепончатокрылые, птицы).

Андрогенез – развитие яйца осуществляется только за счет мужских ядер, женское ядро участие не принимает (паразитические осы, тутовый шелкопряд).

1.2.2. Гаметогенез

Это процесс образования зрелых половых клеток – гамет. Первичные половые клетки обособляются на ранних стадиях развития зародыш из энтодермы, называются первичные гоноциты. На этой стадии женские и мужские гоноциты неотличимы. Пол зародыша определяется хромосомным набором в момент оплодотворения. Согласно ему формируются половые железы (гонады). Первичные гоноциты мигрируют в них и начинаются развиваться половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды.

1.2.2.1.Сперматогенез

- процесс развития мужских половых клеток. Сперматогенез происходит в извитых семенных канальцах семенников. Развитие сперматозоидов начинается в период пренатального (внутриутробного) развития при закладке генеративных тканей, затем возобновляется в период наступления половозрелости и продолжается до старости. Сперматогенез складывается из четырех периодов: размножения, роста, созревания и формирования.

1.2.2.2. Овогенез

- процесс развития женских половых клеток. Развитие женских половых клеток происходит в яичниках. Развитие яйцеклеток начинается в период пренатального (внутриутробного) развития, останавливается на метафазе 2 редукционного деления, продолжается после полового созревания. Овогенез протекает в 3 периода: размножения, роста и созревания.

1.2.3. Осеменение

У животных оплодотворению предшествует осеменение – процесс, обеспечивающий встречу половых гамет. Различают следующие типы осеменения: наружное, внутреннее и смешанное осеменение.

Если происходит процесс переноса гамет от одной особи к другой, то говорят о перекрестном осеменении (и оплодотворении). При самоосеменении встречаются гаметы одной особи, происходит самооплодотворение. Такой процесс может встречаться у гермафродитных организмов, хотя чаще происходит перекрестное осеменение и оплодотворение.

2. Биология развития

2.1 Типы онтогенеза.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма от оплодотворения яйцеклетки и до смерти организма.

Существуют 2 основных типа онтогенеза: непрямой (яйцо-личинка-взрослая особь) и прямой (яйцо-взрослая особь).

2.2.Периодизация онтогенеза

Онтогенез подразделяют на периоды:

1) предэмбриональный период (прогенез), (предзиготный, проэмбриональный) – это период образования и созревания половых клеток. Он весьма важен, т.к. от содержания в половых клетках нормальных и мутантных генов и их комбинации при оплодотворении во много зависит качество будущих потомков.

2) эмбриональный период начинается с момента оплодотворения и заканчивается рождением или выходом из яйца.

3) постэмбриональный период начинается от рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и завершается смертью организма.

2.3. Предэмбриональный период (прогенез).

2.3.1. Виды и строение яйцеклеток

В этот период происходит образование гамет, оплодотворение и образование зиготы. В яйцеклетке происходит накопление желтка. Зрелая, готовая к оплодотворению яйцеклетка имеет упорядоченную структуру, определяющую эмбриональное развитие. Перед оплодотворением яйцеклетка имеет достаточно определенный характер своей будущей симметрии.

Сперматозоид вносит в яйцо ядерный материал, важный для наследственности и более поздний стадий развития, но не оказывает влияние на ранние стадии развития.

- алецитальные, практически без желтка (млекопитающие);

- изолецитальные, со средним количеством желтка равномерно распределнного по цитоплазме (амфибии, костные рыбы);

- телолецитальные, большое количество желтка, равномерно распределенного по цитоплазме (птицы);

- центролецитальные, со средним количеством желтка, сосредоточенным в середине клетки (пресмыкающиеся).

Яйцевые оболочки. Поверхность плазматической мембраны желтка может быть покрыта несколькими оболочками. Различают первичные (желточные), вторичные (хорион) и третичные оболочки.

2.3.2.Строение сперматозоида

Мужская гамета, т.е. сперматозоид, или спермий - высокодифференцированная для движения клетка. Она состоит из головки (в ней находится акросома и ядро), средней части и хвоста.

2.3.3. Оплодотворение

Оплодотворение — совокупность процессов, приводящих к слиянию мужских и женских гамет, объединению их ядер и образованию зиготы, из которой в дальнейшем будет развиваться организм. Значение оплодотворения: восстановление диплоидной генетической структуры в результате объединения отцовских и материнских генов, которое приводит к различному сочетанию родительских задатков и разнообразию особей; активация яйцеклетки, так как развитие яйцеклетки у млекопитающих останавливается на стадии метафазы второго деления, продолжение развития яйцеклетки наблюдается только после оплодотворения.

Оплодотворение состоит из 3-х последовательных этапов: первый этап характеризуется сближением сперматозоида и яйцеклетки до их контакта. Второй этап начинается с прикрепления сперматозоида к поверхности яйцеклетки и осуществления контактных взаимодействий между ними. При этом из головки сперматозоида высвобождаются специальные ферменты, которые разрушают слой фолликулярных клеток и позволяют сперматозоиду достичь поверхности яйца. Третий период начинается после проникновения сперматозоида в яйцеклетку и завершается объединением их ядер.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ - слияние мужской и женской половых клеток, в результате чего восстанавливается диплоидный набор хромосом, возникает качественно новая клетка - ЗИГОТА.

1 фаза - СБЛИЖЕНИЕ - дистантное взаимодействие (хемотаксис, реотаксис, разность потенциалов).

2 фаза - АКРОСОМАЛЬНАЯ - контактное взаимодействие - проникновение сперматозоида через оболочки яйцеклетки. Ферменты акросомы разрушают лучистый венец и вторичную оболочку. В ооплазму проникает головка и шейка сперматозиода, образуется оболчка оплодотворения (препятствует проникновению других сперматозоидов).

3 фаза – ПРОНИКНОВЕНИЕ -образование женского и мужского пронуклеусов. Проходит второй мейоз в яйцеклетке и выведение редукционного тельца (гаплоидный набор хромосом). Центриоли расходятся к полюсам, образуя веретено деления.

4 фаза - СИНКАРИОН - первое дробление яйцеклетки.

Условия оплодотворения:

1. оплодотворение происходит в наружной трети маточной трубы; если в других участках имплантации может не происходить;

2. при достаточном количестве сперматозоидов - 150 млн (гипоспермия, аспермия);

3. при слабощелочной рН;

4. мешает повышенная температура тела;

5. мешает фагоцитоз, лейкоцитоз;

6. механическая преграда в трубе (непроходимость).