Лекция: «размножение организмов»
Одним из основных свойств живого и важнейшим механизмом в поддержании генофонда биологического вида является размножение. Оно обеспечивает наличие у дочерних организмов набора генов, характерных для данного вида.
Выделяют два основных способа размножения – половое и бесполое.
При бесполом размножении родителем является одна особь. Этой особью могут быть в многоклеточных организмах одна или несколько соматических клеток родителя, а также клетка-организм простейшего. К типичным формам бесполого размножения относятся:
Одной клеткой (моноцитогенное).
Деление родителя надвое (прокариоты, саркодовые).
Множественное деление – шизогония (характерна для жгутиковых и споровиков).
Спорообразование – характерно для грибов, а также спорофитов растений, у которых споры образуются путем мейоза.
Почкование, или неравномерное деление (сосущие инфузории).
Группой клеток (полицитогенное).
Почкование – характерно для некоторых грибов (дрожжи), кишечнополостных, губок, кольчатых червей.
Размножение при помощи вегетативных органов (вегетативное) – почками, клубнями, луковицами и т.д. Характерно для растений.
Фрагментация (распад тела многоклеточного организма на части, из которых затем формируются полноценные особи). Характерен для колониальных организмов, а также некоторых водорослей, плоских червей.
Упорядоченное деление – радиальносимметричное (медузы) или поперечное (кольчатые черви).
В процессе развития жизни бесполое размножение возникло раньше полового. Но половое размножение распространено больше, что объясняется тем, что оно обеспечивает большое генетическое разнообразие, а, следовательно, фенотипическую изменчивость потомства.
В основе полового размножения лежит объединение наследственного материала двух разных источников – родителей. Для осуществления полового размножения у многоклеточных организмов необходимо наличие половых клеток – гамет, которые затем сливаются и дают начало новому организму. К типичным способам полового размножения относятся:
Образование зиготы (при слиянии женской и мужской половых клеток). Половые клетки – узкоспециализированные клетки, предназначенные для выполнения генеративной функции. У разных организмов половые клетки имеют особенности. Если гаметы одинаковы по размерам и подвижности, то в этом случае говорят об изогамии. Если гаметы несколько различаются по размерам и морфологии, то говорят о гетерогамии. У млекопитающих и человека гаметы резко различаются по форме, размерам, подвижности. Этот вариант называется оогамией. Образование гамет двух видов в одном организме, имеющем и мужские, и женские половые железы, называется гермафродитизмом.
Конъюгация. В этом процессе специализированные половые клетки не образуются. Две особи временно соединяются с целью обмена наследственным материалом, в результате чего образуются особи, генетически отличные от исходных. Процесс характерен для инфузорий и для бактерий.
Копуляция. При этом способе гамета образуется из всего родительского организма, затем гаметы сливаются, происходит объединение и рекомбинация наследственного материала. Процесс характерен для некоторых одноклеточных водорослей.
Партеногенез (partenos – девственница) – процесс развития дочернего организма из неоплодотворенной яйцеклетки. В этом случае яйцеклетка может образоваться как митозом, так и мейозом. При митозе образуется диплоидная яйцеклетка, и из нее развиваются идентичные матери самки. Описанный вариант описан у тлей, дафний, некоторых рыб. У перепончатокрылых насекомых яйцеклетка образуется путем мейоза. Например, у пчел из оплодотворенных яйцеклеток развиваются матки или рабочие пчелы в зависимости от условий кормления. Они имеют диплоидный набор хромосом. Из неоплодотворенных яйцеклеток развиваются трутни. Они имеют гаплоидный набор хромосом.
Гиногенез. Это процесс развития дочернего организма при участии генетического материала только одной яйцеклетки, причем она удваивает генетический материал. Стимулируют самоудвоение хромосом сперматозоиды (в том числе и других видов), которые проникают внутрь яйцеклетки, но истинного оплодотворения не происходит. Вещества, содержащиеся в ядре сперматозоида, инициируют дробление яйцеклетки. Описан у серебристого карася и некоторых тритонов, в потомстве только одни самки.
Андрогенез. Это процесс развития дочернего организма при участии генетического материала только одного сперматозоида. В этом случае ядро яйцеклетки погибает, а ядро сперматозоида также удваивает генетический материал (или проникают сразу несколько сперматозоидов). Данный вариант в природе встречается редко, например, у тутового шелкопряда, некоторых паразитических ос, табака, кукурузы, реализован в искусственных условиях.