7.1. Бесполое и половое размножение

Способность размножаться, то есть производить новое поколение особей того же вида, одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему, что обеспечивается воспроизведение признаков не только данного вида, но конкретных родительских организмов.

Существует два основных типа размножения - бесполое и половое. Бесполое размножение является более древним, но половой процесс в своей зачаточной форме не намного его моложе. Каковы селективные преимущества и недостатки полового и бесполого размножения? Почему ни один из них не вытеснил другой в процессе эволюции? Возможный ответ можно обнаружить рассмотрев адаптивную и эволюционную стратегию видов.

Таблица

Сравнение бесполого и полового размножения

Тип размножение
Бесполое	Половое
В размножении участвует одна родительская особь	Обычно две родительских особи
Гаметы не образуются	Образуются гаплоидные гаметы, ядра которых сливаются так, что получается диплоидная зигота
Мейоз отсутсвует	Имеется механизм, препятствующий удвоению хромосом в каждом поколении
Потомки генетически идентичны родительским особям	Потомки не идентичны родительским особям в результате генетической рекомбинации
Тип размножения характерен
бактериям, протистам, растениям, встречается у некоторых низших животных	большинству растений и животных
Приводит к быстрому созданию большого числа потомков	Численность увеличивается медленнее

При бесполом размножении за один раз образуется всего один или несколько потомков, причем потомки остаются довольно продолжительное время связанными с родительской особью, пока не достигнут значительных размеров. При бесполом размножении на образование каждого потомка затрачивается относительно большое количество энергии и вещества. Зато энергия эта используется эффективно, поскольку почти вся она идет на рост новой особи. Кроме того, поскольку потомки имеют относительно крупные размеры, вероятность того, что они доживут до репродуктивного возраста довольно велика.

По сравнению с этим при половом размножении энергия используется очень неэффективно. При выделении половых продуктов во внешнюю среду масса их гибнет. При внутреннем оплодотворении потери гамет меньше, но организм затрачивает массу энергии на поиск полового партнера и обеспечение систем переноса половых продуктов. Другая проблема связана с мелкими размерами рождающихся потомков, масса которых также гибнет от хищников, голода или от неблагоприятных условий.

Таким образом, при бесполом размножении затраты энергии меньше чем при половом, что обуславливает закрепление этого энергосберегающего процесса в эволюции.

Среди многоклеточных бесполое размножение особенно характерно для растений. Одна из причин этого состоит в том, что у неподвижных организмов обмен гаметами затруднен и они во многих случаях предпочитают бесполое размножение. Кроме того при бесполом размножении родительская особь, обосновавшаяся в определенном месте, облегчает потомкам решение проблемы нахождения подходящего местообитания. Однако при этом возникают другие проблемы, создаваемые перенаселением, что ограничивает размеры растительных популяций.

Вместе с тем, тот факт, что половое размножение мы находим во всех крупных группах организмов, позволяет думать, что и оно обладает преимуществами перед бесполым. Этот казалось бы расточительный способ размножения, очевидно, обладает колоссальной адаптивной ценностью. При половом размножении в популяции создается более высокая генетическая изменчивость, обусловленная перераспределением генов при образовании гамет и их случайном слиянии.

Хорошим примером адаптивной роли разных стратегий размножения могут служить организмы способные к бесполому и половому размножению. У многих протистов, водорослей, пресноводных губок и членистоногих летом наблюдается бесполое размножение, а осенью при ухудшении условий происходит переключение на половой процесс. При такой системе организм, хорошо приспособленный к своей среде, может производить летом, пока внешние факторы остаются постоянными, многочисленные одинаково хорошо приспособленные копии самого себя. Затем осенью, когда условия изменяются, производится большое число генетически различных потомков. Так как эти потомки различаются, вполне вероятно, что некоторые из них смогут выжить в изменившихся условиях.

Многие виды бактерий распространены по всему земному шару, встречаются в самых разнообразных местообитаниях и некоторые из них совершенно не изменились за более чем 500 млн. лет своего существования. Большинство же высокоорганизованных растений и животных специализированы и населяют лишь те немногие местообитания, которые обеспечивают необходимые им условия существования. Для таких видов бесполое размножение является эволюционным тупиком. Если в данной среде возникнут изменения, вызывающие гибель особей данного вида, то погибнет весь клон, потому что он состоит из генетически подобных особей. Таким образом половое размножение неэффективно в случае организмов, имеющих широкое распространение и легко переносящих изменения среды. Более специализированные виды, живут под постоянной угрозой вымирания, если они не обладают достаточным генетическим разнообразием, которое обеспечивает половой процесс.