Половое размножение

Половое размножение, в отличие от бесполого имеет большие затраты энергии и биологического вещества. Однако оно увеличивает вероятность выживания в непостоянных условиях среды, так как способствует поддержанию генетического разнообразия в группе организмов, что, в свою очередь, позволяет увеличить приспособительные возможности через разнообразие комбинаций признаков. Половое размножение осуществляется с помощью половых клеток – гамет.

Мейоз

Процесс образования половых клеток – мейоз

У животных в процессе мейоза образуются половые клетки – гаметы. Они имеют гаплоидный набор хромосом (n) и служат для осуществления полового процесса. В основе механизма мейоза лежит механизм сходный с митозом. Но в процессе мейоза реализуются два деления, между которыми отсутствует интерфаза. Поэтому при переходе от первого деления ко второму не происходит удвоения генетической информации. При первом делении мейоза в анафазе происходит расхождение к полюсам клетки сестринских хромосом, и образуются диплоидные клетки. При втором делении к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы и в результате образуются гаплоидные клетки - гаметы.

Схема процесса мейоза

Так как в процессе мейоза происходит уменьшение количества хромосом в клетках, то этот процесс называется редукционным делением.

В профазу первого деления мейоза происходит процесс перекручивания гомологичных хромосом и обмен их участками. Этот процесс называется кроссинговером.

Процесс образования мужских половых клеток – сперматогенез

Происходит в мужских половых железах – семенниках. В этом процессе выделяют четыре периода:

1. Период размножения. Происходит митотическое деление исходной клетки – сперматогонии. В результате образуется много сперматогоний.

2. Период роста. Сперматогонии прекращают деление и в них начинаются усиленные синтетические процессы, они увеличиваются в размерах и к концу периода образуется клетка – сперматоцит 1 порядка.

3. Период созревания. В этот период осуществляется мейоз. Сперматоцит первого порядка вступает в первое деление мейоза и образуется 2 сперматоцита 2 порядка. Они вступают во второе деление мейоза и образуют четыре клетки – сперматиды.

4. Период формирования. Ядро сперматиды перемещается к полюсу клетки, а из оставшейся части формируется подвижный хвостик

Схема процесса сперматогенеза

. В конце периода формирования из сперматид образуются четыре мужских гаметы – сперматозоиды. Процесс сперматогенеза у человека начинается от момента полового созревания и продолжается до конца жизни.

Процесс образования женских половых клеток – овогенез

Происходит в женских половых железах – яичниках. В этом процессе выделяют три периода:

1. Период размножения. Происходит митотическое деление исходной клетки – овогонии. В результате образуется много овогоний.

. 2. Период роста. Овогонии прекращают деление и в них начинаются усиленные синтетические процессы, они увеличиваются в размерах и к концу периода образуется клетка – овоцит 1 порядка.

3. Период созревания. В этот период осуществляется мейоз. Сперматоцит первого порядка вступает в первое деление мейоза и образуется 1 крупная клетка - овоцит 2 порядка, и одна мелкая клетка – направительное тельце. Они вступают во второе деление мейоза. Овоцит 2 порядка делится на две клетки: одна крупная – яйцеклетка, вторая мелкая – направительное тельце. Направительное тельце, образовавшееся при первом делении мейоза, также делится, образуя два направительных тельца.

Таким образом, в процессе овогенеза образуются одна гамета – яйцеклетка и три вспомогательных клетки – направительные тельца. Процесс овогенеза осуществляется в период эмбрионального развития и заканчивается к моменту рождения.

Схема процесса овогенеза

У растений посредством мейоза образуются споры, а половые клетки дифференцируются в структуре половых органов.