Билет 18

1) РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

Размножение — способность орга­низмов воспроизводить новое поко­ление особей того же вида, в резуль­тате чего обеспечивается непрерыв­ность и преемственность жизни.

Существуют различные способы размножения. Бактерии и однокле­точные организмы в основном раз­множаются посредством деления ма­теринской клетки надвое. У боль­шинства многоклеточных животных

Бесполое размножение происхо­дит при участии одной особи, без об­разования половых клеток. Сущест­вуют различные способы бесполого размножения, каждый из которых при общем сходстве имеет и свои осо­бенности.

. Бесполое размножение одноклеточных организмов

У одноклеточных эукариотиче-ских организмов выделяют следую­щие способы бесполого размножения: простое деление надвое, шизогонию, почкование и спорообразование.

Простое деление надвое осущест­вляется путем митотического деления ядра с последующим цитокинезом. При этом дочерние клетки получают одинаковое количество генетической информации и копируют наследст-

в размножении участвуют лишь специ­ализированные клетки — гаметы. Они обычно образуются в особых репродук­тивных органах, выполняющих функ­цию размножения. Благодаря обра­зованию гамет и последующему их слиянию достигается объединение ге­нетической информации родителей в наследственном материале потомков.

Выделяют два основных типа раз­множения: бесполое и половое.

венный материал материнской особи. Органоиды обычно также распреде­ляются равномерно.

Шизогония, или множественное деление, характеризуется многократ­ным делением ядра без цитокинеза. По окончании деления ядра вся цитоплаз­ма также разделяется на частички, ко­торые обособляются вокруг вновь об­разованных ядер. Шизогония возник­ла у паразитических простейших в связи с необходимостью быстро восста­навливать численность популяции за счет очень немногих клеток, попадаю­щих в организм нового хозяина. На­пример, посредством шизогонии осу­ществляется размножение возбудите­ля малярии в организме человека.

Почкование заключается в том, что на материнской клетке образует­ся небольшой вырост, содержащий дочернее ядро. Почка растет, дости­гает размеров материнской особи и, спустя некоторое время, отделяется от нее. Почкование встречается у дрожжей и ряда представителей про­стейших.

Спорообразование осуществляет­ся путем образования спор — очень мелких специализированных кле­ток, которые содержат ядро и мини­мальное количество протоплазмы. Спора покрыта прочной оболочкой, защищающей ее от неблагоприят­ных воздействий внешней среды. Спорообразование встречается среди представителей класса споровиков и у одноклеточных водорослей. Не­которые бактерии также способ­ны образовывать споры, обладающие очень высокой устойчивостью к воз­действию неблагоприятных факто­ров внешней среды. Однако споры у бактерий служат не для размноже­ния, а для длительного переживания в неблагоприятных условиях, и по своему биологическому значению они отличаются от спор простейших.

7.1.2. Бесполое размножение много­клеточных организмов

К основным способам бесполого размножение многоклеточных орга­низмов относятся вегетативное раз­множение и спорообразование.

Вегетативное размножение осу­ществляется путем обособления раз-.тлчных частей тела и развития из них целого организма. Особенно ши­роко вегетативное размножение рас­пространено среди растений, у кото­рых оно происходит за счет частей з^гетативных органов или специаль­но предназначенных для этой цели гтруктур: корневищ, луковиц, клуб-гей и др. Вегетативное размножение у животных может происходить пу­тем почкования. Например, у гидры, '.'- счет размножения группы клеток, Е-з. теле образуются выпячивания — печки, включающие в свой состав з:.г.етки экто- и энтодермы. Такая поч-x-i постепенно увеличивается, на ней

формируются щупальца, и затем она отделяется от материнской особи. Своеобразными формами вегетатив­ного размножения являются фраг­ментация и полиэмбриония.

Фрагментаиия — разделение осо­би на две или несколько частей, каж­дая из которых растет и достраивает новый организм. Основу ее составля­ет способность организмов к регене­рации — восстановлению утрачен­ных частей тела. Например, реснич­ные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из которых восстанавлива­ются недостающие органы.

При пдлиэмбрионии зяроттктттт де­лится на несколько частей, развиваю­щихся в самостоятельные организ­мы. Примером полиэмбрионии слу­жит образование однояйцовых близ­нецов у человека.

Спорообразование — бесполое раз­множение растений с помощью спор, которые образуются у них в специаль­ных органах—спорангиях. Споры мо­гут распространяться на большие рас­стояния ветром, а также животными. Спорообразование свойственно водо­рослям, мхам, папоротникообраз­ным, голосеменным, покрытосемен­ным, грибам и лишайникам.

При бесполом размножении по­томки, при отсутствии случайных мутаций, генетически идентичны ро­дительской особи, так как деление клеток осуществляется путем мито­за. Группа таких организмов, проис­ходящих от одной особи, называется клоном.

Бесполая форма — наиболее древ­ний и простой способ размножения. Организмы, размножающиеся таким путем, отличаются значительным консерватизмом наследственности, вследствие чего степень их адапта­ции к постоянно изменяющимся условиям среды часто оказывается недостаточной. Поэтому в процессе эволюции во многих группах орга­низмов широкое распространение получило половое размножение. 7.2. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

Основная особенность полового размножения заключается в нали­чии полового процесса, сущность ко­торого состоит в обмене генетической информацией между размножающи­мися организмами.

Половой процесс в примитивном виде существует уже у бактерий. Он может осуществляться путем транс­формации, в процессе которой фраг­менты ДНК, выходящие во внешнюю среду при гибели клетки-донора, по­глощаются клеткой-реципиентом и включаются в состав ее ДНК.

Обмен ДНК у бактерий происходит также посредством конъюгации, ■ког­да клетки сближаются и непосредст­венно контактируют друг с другом. При этом происходит однонаправлен­ный перенос генетического материа­ла от донора («мужской» клетки) к реципиенту («женской» клетке) по возникающему между ними цито-плазматическому мостику.

Перенос небольших двухцепочеч-ных фрагментов ДНК из одной бакте­риальной клетки в другую может осуществляться с помощью виру­сов — бактериофагов. Этот процесс получил название трансдукции.

Формы полового процесса у одно­клеточных животных организмов объединяют в две группы: конъюга­цию, при которой специальные поло­вые клетки не образуются, и копуля­цию, когда формируются половые клетки — гаметы и происходит их слияние. Формированию гамет предшествует мейоз.

Конъюгация — своеобразная форма полово­го процесса, существующая у инфу­зорий. При этом две их особи при­крепляются друг к другу своими пе-ристомальными областями. Макро­нуклеус каждой особи разрушается, а микронуклеус делится путем мейо-за, образуя четыре гаплоидных ядра. Три из них разрушаются, а четвертое

делится митотически, в результате чего возникают два гаплоидных яд­ра — мигрирующее и стационарное. Одно из них (мигрирующее) перехо­дит по цитоплазматическому мости­ку в клетку партнера и сливается с его стационарным ядром, образуя синкарион с диплоидным набором хромосом. После этого инфузории расходятся. Макронуклеус восстанав­ливается при делении синкариона.

Копуляция— половой процесс у одно­клеточных организмов, при котором две особи приобретают половые раз­личия, т.е. превращаются в гаметы и полностью сливаются с образовани­ем зиготы. При копуляции происхо­дит объединение генетической ин­формации, содержащейся в половых клетках родителей, в потомстве, что приводит к увеличению изменчиво­сти и создает благоприятные условия для естественного отбора.

По морфологии и подвижности га­мет у одноклеточных организмов вы­деляют следующие типы полового процесса: изогамию, анизогамию и оогамию.

Изогамия — наиболее древний и примитивный тип полового процесса у эукариот, при котором сливающие­ся (копулирующие) подвижные га­меты не различаются морфологиче­ски, но имеют различные биохими­ческие и физиологические свойства. Изогамия встречается у хламидомо­нады и раковинной корненожки по-листомеллы.

Дальнейшее усложнение полового размножения связано с дифференци-ровкой подвижных гамет на крупные и мелкие клетки, т. е. с анизогамией Эта форма процесса встречается у некоторых колониальных жгутиконосцев.

При оогамии гаметы достигают наибольшей дифференцировки и рез­ко различаются не только по разме­рам и форме, но и по подвижности. Примером оогамии служит размно­жение вольвокса.

Половое размножение высших растений и многоклеточных живот­ных осуществляется с помощью спе­циализированных клеток — гамет, отличающихся по форме, размерам и подвижности. Иными словами, при половом размножении у многокле­точных организмов чаще всего имеет место оогамия. Женские гаметы на­зываются яйцеклетками (яйцами), мужские — сперматозоидами.

Наиболее распространено половое размножение, при котором происхо­дит оплодотворение, т. е. слияние двух гамет. Развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки но­ете название апомикеиса (у расте­ний) и партр.нпгенл.щ (у животных).

биологическое значение полового размножения за­ключается не только в самовоспроиз­ведении особей, но и в обеспечении биологического разнообразия видов. Это позволяет считать половое раз­множение биологически более про­грессивным, чем бесполое.

Женские половые клетки

Яйцеклетки, или овоциты созревают в неизмери­мо меньшем количестве, чем сперматозоиды. У женщины в течение полово­го цикла созревает, как правило, одна яйцеклетка. Таким об­разом, за детородный период образуются около 400 зрелых яйцеклеток.

Выход овоцита из яичника называется овуляцией. Вышедший из яичника овоцит окружен венцом фолликулярных клеток, число которых достигает 3—4 тыс. Он подхватывается бахромками маточной трубы (яйцевода) и про­двигается по ней. Здесь заканчивается созревание половой клетки . Яйцеклетка имеет шаровидную форму, больший, чем у спермия, объ­ем цитоплазмы, не обладает способностью самостоятельно передвигаться.

Классификация яйцеклеток основывается на признаках наличия, коли­чества и распределения желтка, представляющего собой белково-липидное включение в цитоплазме, используемое для питания зародыша. Различают безжелтковые (алецитальные), маложелтковые (олиголециталь-ные), среднежелтковые (мезолециталъные), многожелтковые (полилециталь-ные) яйцеклетки. Маложелтковые яйцеклетки подразделяются на первичные (у бесчерепных, например у ланцетника) и вторичные (у плацентарных мле­копитающих и человека).

Как правило, в маложелтковых яйцеклетках желточные включения (гра­нулы, пластинки) распределены равномерно, поэтому они называются еще изолециталънымиЯйцеклетка человека вторично изо-лециталъного типа (как и у других млекопитающих животных) содержит не­большое количество желточных гранул, расположенных более или менее равномерно.