Глава 15. Апоміксис

Апоміксис – розмноження організмів без запліднення, вживають щодо рослин і тварин. Залежно від того, що дає початок новому зародку – яйцеклітина чи вегетативна клітина – розрізняють форми апоміксису: партеногенез і апогамія. Утворення зародка у вищих рослин без запліднення й редукційного поділу. На відміну від нестатевого розмноження, при апоміксисі зберігаються статеві органи, іноді недорозвинені.

Типи апоміксису:

1)Партеногенез — утворення зародка з незаплідненої яйцеклітини;

2)Апогамія — розвиток зародка з будь-якої клітини статевого покоління, гамети не утв. (напр., у папоротей — з клітин заростка, у покритонасінних рослин — з синергід або антипод зародкового мішка).

3)Апоспорія — паргеногенетичний або апогамний розвиток зародка, поєднаний з утворенням статевого покоління у вищих спорових рослин або зародкового мішка у покритонасінних рослин не із спори, а з соматичних клітин.

4)Адвентивна ембріонія — утворення зародка з соматичних клітин насінного зачатка з вростанням його в зародковий мішок.

У багатьох видів рослин, зокрема у пшениці, льону, ячменю, буряку апоміксис проявляється у формі редукованого (гаплоїдного) партеногенезу (зародок розвивається з гаплоїдної яйцеклітини без запліднення). Гаплоїдні рослини стерильні, слабкі, низькорослі, можуть розм.. лише вегетативно. Диплоїдний партеногенез – кульбаба, жовтець) – він розвивається з не редукованої (2n) яйцеклітини. Постійність кількості хромосом підтримується мітозом, успадкування ознак відбувається за материнською лінією.

Переваги:

1. Зберігається гетерозиготність і висока життєздатність потомства, а. виключає генетичне розщеплення і тому апоміктичні форми утв. клони, в межах яких особини мають однаковий генотип.

2. А. утв. велику кількість насіння, бо цей процес не залежить від порушень мейозу, умов запилення, запліднення та інших факторів, які знижують плодючість у форм зі статевим розм..

3. Стає можливим розмноження при рідких контактах різностатевих тварин.

Недоліки:

Не зазнають генетичної рекомбінації, яка відбувається при статевому розм., а вона потрібна для пристосування до мінливих умов середовища. йде передача генетичного матеріалу.

Глава 16. Ендодерм. Та екзотерм

Біосфера— це відкрита термодинамічна система, що одержує енергію у вигляді променистої енергії Сонця й теплової енергії процесів радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети.

Радіоактивна енергія нині не відіграє помітної ролі в житті біосфери, й основне джерело енергії — сонячне випромінювання. Більша частина цієї енергії відбивається від хмар, пилу й земної поверхні (близько 34 %), нагріває атмосферу, літосферу й Світовий океан, після чого розсіюється в космічному просторі у вигляді інфрачервоного випромінювання (42 %), витрачається на випаровування води й утворення хмар (23 %), на переміщення повітряних мас — утворення вітру (близько 1 %). І лише 0,023 % сонячної енергії, що потрапляє на Землю, вловлюється продуцентами — вищими рослинами, водоростями та фототрофними бактеріями — й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв'язків органічних сполук.

Ця зв'язана енергія далі використовується консументами й редуцентами в ланцюгах живлення, і за її рахунок жива речовина виконує роботу — концентрує, трансформує, акумулює й перерозподіляє хімічні елементи в земній корі, роздрібнює та агрегує неживу речовину. Робота живої речовини супроводжується розсіянням у вигляді тепла майже всієї запасеної в процесі фотосинтезу сонячної енергії. Лише частки процента цієї «фотосинтетичної» енергії не потрапляють у ланцюги живлення й консервуються в осадових породах у вигляді органічної речовини торфу, вугілля, нафти та природного газу.

Отже, в процесі роботи, яку здійснює біосфера, вловлена сонячна енергія трансформується, тобто йде на виконання корисної роботи, й розсіюється. Ці два процеси підпорядковуються двом фундаментальним природним законам — першому та другому законам термодинаміки.

І закон термодинаміки (законом збереження енергії). - енергія не може бути ні народжена, ні знищена, вона може бути лише трансформована з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому не змінюється.(промениста енергія Сонця завдяки фотосинтезу перетворюється на енергію хімічних зв'язків органічної речовини продуцентів, енергія, запасена продуцентами, — на енергію, акумульовану в органічній речовині консументів різних рівнів).

ІІ закон термодинаміки визначає напрям якісних змін енергії в процесі її трансформації з однієї форми в іншу. Закон описує співвідношення корисної та марної роботи під час переходу енергії з однієї форми в іншу й дає уявлення про якість самої енергії.

Теплове розсіяння енергії екосистемами відбувається двома основними шляхами:

1) звичайних утрат тепла через різницю в температурах біоти й довкілля;

2) втрат тепла організмами та їх угрупованнями в процесах метаболізму (зокрема дихання) у зв'язку з вивільненням енергії в ході екзотермічних реакцій.

З погляду другого закону термодинаміки біосфера не є «безвідходним виробництвом»: відходи її діяльності — це не речовина, а це низькоякісна теплова енергія, що випромінюється за межі планети, тобто ентропія. Рослини поглинають енергію Сонця. Ця енергія циркулює в системі, яку ми називаємо біотою і можемо зобразити у вигляді багатосхідчастої піраміди. Нижня сходинка — ґрунт. Сходинка, на якій розташовуються рослини, спирається а ґрунт; сходинка, на якій розміщуються комахи, — на рослини; птахи й гризуни — на комах, і так далі, через різні групи тварин, до вершини, на якій перебувають великі хижаки. Види, що становлять одну сходинку, об'єднуються не походженням чи зовнішньою схожістю, а типом їжі. Лінії залежності, які відображають передавання енергії, що міститься в їжі, від її первинного джерела (рослини)- через низку організмів, кожен з яких поїдає попереднього й з'їдається наступним, називаються ланцюгами живлення. Земля, таким чином, — це не просто ґрунт, а джерело енергії, що циркулює в системі, яка складається з ґрунту, рослин і тварин.

Ланцюги живлення — це живі канали, що подають енергію вгору, а смерть і тління повертають її в ґрунт. Система не замкнена — частина енергії втрачається в процесі тління, частина додається поглинанням із повітря, частина накопичується в ґрунті, торфі й лісах-довгожителях, але це система, яка діє постійно, своєрідний фонд життя, що повільно нагромаджується й перебуває в постійному обізі. Велика кількість біомаси та енергії під час переходу з одного трофічного рівня на інший розсіюється, витрачається на підтримання температури тіла організмів, на перетворення в СО2; не вся біомаса нижчого рівня використовується як їжа організмами вищого рівня й не вся засвоюється організмами. Інакше кажучи, за другим, законом термодинаміки, енергія перетворюється на тепло, що розсіюється в довкіллі й втрачається в просторі.