Размножение организмов. Что такое размножение у растений
Размножение - это... Что такое Размножение?
Размножение — присущее всем живым организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Разные способы размножения подразделяются на три основных типа: бесполое, вегетативное и половое. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки [1]
Бесполое размножение
Бесполое размножение — форма размножения, не связанная с обменом генетической информацией между особями — половым процессом.
Бесполое размножение является древнейшим и самым простым способом размножения и широко распространено у одноклеточных организмов (бактерии, сине-зелёные водоросли, хлореллы, амёбы, инфузории). Этот способ имеет свои преимущества: в нём отсутствует необходимость поиска партнёра, а полезные наследственные изменения сохраняются практически навсегда. Однако при таком способе размножения изменчивость, необходимая для естественного отбора, достигается только за счёт случайных мутаций и потому осуществляется очень медленно. Тем не менее, следует отметить, что способность вида к бесполому размножению не исключает способности к половому процессу, но тогда эти события разнесены во времени.
Наиболее распространённый способ размножения одноклеточных организмов — деление на две части, с образованием двух отдельных особей.
Среди многоклеточных организмов способностью к бесполому размножению обладают практически все растения и грибы — исключением является, например, вельвичия. Бесполое размножение этих организмов происходит вегетативным способом или спорами.
Среди животных способность к бесполому размножению чаще встречается у низших форм, но отсутствует у более развитых. Единственный способ бесполого размножения у животных — вегетативный.
Широко распространено ошибочное мнение, что особи, образовавшиеся в результате бесполого размножения, всегда генетически идентичны родительскому организму (если не брать в расчёт мутации). Наиболее яркий контрпример — размножение спорами у растений, так как при спорообразовании происходит редукционное деление клеток, в результате чего в спорах содержится лишь половина генетической информации, имеющейся в клетках спорофита (см. Жизненный цикл растений).
Половое размножение
Половое размножение сопряжено с половым процессом (слиянием клеток), а также, в каноническом случае, с фактом существования двух взаимодополняющих половых категорий (организмов мужского пола и организмов женского пола).
При половом размножении происходит образование гамет, или половых клеток. Эти клетки обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Животным свойствен двойной набор хромосом в обычных (соматических) клетках, поэтому гаметообразование у животных происходит в процессе мейоза. У многих водорослей и всех высших растений гаметы развиваются в гаметофите, уже обладающим одинарным набором хромосом, и получаются простым митотическим делением.
По сходству-различию возникающих гамет между собой выделяют несколько типов гаметообразования:
- изогамия — гаметы одинакового размера и строения, со жгутиками
- анизогамия — гаметы различного размера, но сходного строения, со жгутиками
- оогамия — гаметы различного размера и строения. Мелкие, имеющие жгутики мужские гаметы, называются сперматозоидами, а крупные, не имеющие жгутиков женские гаметы, — яйцеклетками.
При слиянии двух гамет (в случае оогамии обязательно слияние разнотипных гамет) образуется зигота, обладающая теперь диплоидным (двойным) набором хромосом. Из зиготы развивается дочерний организм, клетки которого содержат генетическую информацию от обеих родительских особей.
Гермафродитизм
Животное, имеющее и мужские, и женские гонады, называется гермафродитом. Гермафродитизм широко распространён среди низших животных и в меньшей степени у высших. Аналогичный признак у растений называется однодомностью (в отличие от двудомности) и сопряжен с общей эволюционной продвинутостью вида в меньшей степени, чем у животных.
Партеногенез и апомиксис
Партеногенез — это особый вид полового размножения, при котором новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки, таким образом обмена генетической информацией не происходит, как и при бесполом размножении. Аналогичный процесс у растений называется апомиксис.
Чередование поколений
У многих водорослей, у всех высших растений, у части простейших и кишечнополостных в жизненном цикле происходит чередование поколений, размножающихся соответственно половым и бесполым путём — метагенезис. У некоторых червей и насекомых наблюдается гетерогония — чередование разных половых поколений, например, чередование раздельнополых поколений с гермафродитными, или с размножающимися партеногенетически.
Чередование поколений у растений
Гаметофит развивается из споры, имеет одинарный набор хромосом и имеет органы полового размножения — гаметангии. У разногаметных организмов мужские гаметангии, то есть производящие мужские гаметы, называются антеридиями, а женские — архегониями. Так как гаметофит, как и производимые им гаметы, имеет одинарный набор хромосом, то гаметы образуются простым митотическим делением.
При слиянии гамет образуется зигота, из которой развивается спорофит. Спорофит имеет двойной набор хромосом и несет органы бесполого размножения — спорангии. У разноспоровых организмов из микроспор развиваются мужские гаметофиты, несущие исключительно антеридии, а из мегаспор — женские. Микроспоры развиваются в микроспорангиях, мегаспоры — в мегаспорангиях. При спорообразовании происходит мейотическая редукция генома, и в спорах восстанавливается одинарный набор хромосом, свойственный гаметофиту.
Эволюция размножения
Эволюция размножения шла, как правило, в направлении от бесполых форм к половым, от изогамии к анизогамии, от участия всех клеток в размножении к разделению клеток на соматические и половые, от наружного оплодотворения к внутреннему с внутриутробным развитием и заботой о потомстве.
Темп размножения, численность потомства, частота смены поколений наряду с другими факторами определяют скорость приспособления вида к условиям среды. Например, высокие темпы размножения и частая смена поколений позволяют насекомым в короткий срок вырабатывать устойчивость к ядохимикатам. В эволюции позвоночных — от рыб до теплокровных — наблюдается тенденция к уменьшению численности потомства и увеличению его выживаемости.
См. также
Примечания
Ссылки
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 14 мая 2011. |
dik.academic.ru
это что? Какие бывают способы и органы размножения?
Один из самых сложных, загадочных и удивительных процессов в природе – это размножение. Оно является очень важным, и благодаря нему поддерживается жизнь абсолютно всех живых организмов на земле. Для начала более подробно разберем, что же это такое. Размножение – это умение всех живых существ производить на свет подобные себе организмы. Без этой способности ни один живой представитель природы не смог бы обитать на земле.
Способы размножения
Теперь рассмотрим все типы размножения, их всего лишь два. Они существенно отличаются друг от друга, но иногда в самых незначительных мелочах можно заметить сходство.
Размножение бесполое
Размножение организмов, таких как простейшие, грибы, бактерии, кишечнополостные, водоросли, губки, оболочники, сосудистые растения и мшанки, называется бесполым.
Самый простой вид размножения можно отнести к вирусам. В этом процессе играют большую роль нуклеиновые кислоты, а также способность их молекул к самостоятельному удвоению. Еще он основан на непрочных связях водорода среди нуклеотидов.
Есть и другие способы бесполого размножения для организмов – вегетативное и за счет спорообразования.
Сначала рассмотрим вегетативное. Такое размножение – это развитие нового организма из части, отделенной от материнского. Подобным методом происходит увеличение популяции одноклеточных и многоклеточных, но проявляется оно по-разному.
При вегетативном размножении многоклеточных животных начинается деление их тела на равные части, далее из нее возникает живой организм. Подобным образом поддерживается популяция плоских червей, немертин, губок, гидр и многих других существ. Еще существует такое понятие, как полиэмбриония у животных. В ходе этого процесса эмбрион в определенное время начинает делиться на части, которые в дальнейшем развиваются в отдельный организм. Такой ход репродукции наблюдается у броненосцев. Стоит отметить, что они размножаются только половым путем.
Вегетативное размножение одноклеточных имеет несколько форм – почкование, деление и множественное деление.
Множественное деление еще называют шизогонией, в этом случае делится ядро и дальше происходит разъединение цитоплазмы на части.
В процессе простого деления идет митотический ход деления ядра, где далее возникает перетяжка цитоплазмы.
Теперь перейдем к бесполому почкованию. Такое размножение – это возникновение специальных клеток или спор, содержащих ядро. Они имеют плотную оболочку и довольно долго могут жить в самых неблагоприятных для этого условиях. Это также прекрасно действует и на их дальнейшее расселение. Такой вид репродукции характерен для мхов, грибов, водорослей, бактерий и папоротникообразных. Существует возможность образования зооспор из некоторых клеток зеленых водорослей.
Размножение животных спорообразованием можно встретить у плазмодия малярийного и споровиков.
Многие организмы могут комбинировать размножение бесполое с половым.
Половое размножение
Половое размножение – это более сложный процесс, и для полноценного протекания нужны две особи, мужского и женского пола. В ходе его происходит обмен генетическими данными через гаметы (это половые клетки). Называется такой процесс гаметогенез.
В этом случае также можно выделить несколько категорий: слияние организмов одноклеточных и половых клеток, таких как сперматозоиды и яйцеклетки. В этом процессе появляются зиготы, из которых образуется новый организм. После того как он достигнет зрелости, начинает самостоятельно воспроизводить гаметы.
Существует несколько видов половой репродукции, в которых принимают участие различные клетки и органы размножения.
Формы и виды размножения
Нужно более подробно рассмотреть каждый процесс по отдельности, так как все они имеют разные основы и протекание.
О гаметогенезе уже говорилось ранее, так что повторяться не будем.
Изогамия и анизогамия
В этих двух видах принимают участие две клетки, однако в изогамии подразумеваются одинаковые по строению клетки, но произошедшие от различных родителей. Анизогамия берет за основу разные половые клетки – микрогаметы и макрогаметы, которые отличаются размерами.
Яйцеклетки и сперматозоиды
Так называются женские и мужские половые клетки. Они образуются в половых органах соответствующих особей.
Яйцеклетка состоит из галоидных хромосом и не может делиться самостоятельно.
Сперматозоиды немного меньше женских клеток. Они имеют удивительное строение, которое обеспечивает им активное передвижение. Наличие в аксоплазме определенных ферментов обеспечивает расщепление стенок яйцеклетки для проникновения и дальнейшего оплодотворения. Каждая половая клетка содержит в себе часть генетической информации родителей и передается будущему потомству.
Партеногенез факультативный
Такое размножение – это нетипичный половой процесс. В нем можно отметить смену типичной и нетипичной репродукции. Самка развивается из яйцеклеток оплодотворенных, а самец - из неоплодотворенных. Таким образом происходит увеличение популяции пчел.
Известны также и другие разновидности партеногенеза, а именно константный и цикличный. В первом случае потомство развивается из яйцеклеток, не подверженных оплодотворению. Это может наблюдаться у таких особей, родительские партнеры которых для размножения не имеют возможности встретиться.
В случае с циклическим партеногенезом большую роль играют условия окружающей среды. Под ее влиянием происходит чередование типичного размножения с партеногенезом.
Вся представленная информация является только маленькой частью описания самого удивительного и загадочного процесса на земле – размножения. Благодаря нему сегодня существуют все живые организмы и растения. Если только на минуту задуматься о том, как все в этом процессе тщательно, мудро продуманно и устроено, то можно осознать силу всей природы. На уровне молекул и хромосом происходят удивительные вещи, которые простому человеку сложно понять.
fb.ru
Размножение организмов | Биология
В чем заключается сущность процесса размножения организмов?
Размножение – основное свойство живых организмов. Способность производить новое поколение особей того же вида является основным свойством живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему, дочернему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только организмов данного вида, но и конкретных родительских особей. Следовательно, размножение – необходимое условие непрерывности существования вида и преемственности последовательных поколений внутри вида. При определенных условиях размножение может существенно увеличить общую численность вида.
Таким образом, размножение – это присущее всем организмам свойство воспроизводить себе подобных, что обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. Различают две формы размножения – бесполое и половое.
Бесполое размножение. О формах бесполого размножения вы узнали при изучении разделов «Растения» и «Животные». Напомним, что в бесполом размножении участвует обычно одна особь. При бесполом размножении, как правило, образуются генетически идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные изменения (мутации).
Высшие животные не способны к бесполому размножению. Эта форма размножения широко распространена у растений, грибов, бактерий и некоторых примитивных животных.
Способы бесполого размножения. Существует несколько способов бесполого размножения: деление клеток, спорообразование, почкование, размножение фрагментами тела (фрагментация), вегетативное размножение (рис. 23).
Рис. 23. Способы бесполого размноженияДеление клеток. Основной механизм клеточного деления – митоз. Такой способ бесполого размножения характерен для одноклеточных животных, некоторых одноклеточных водорослей. При атом каждая особь делится на две и большее количество дочерних клеток, идентичных родительской клетке. В большинстве случаев происходит деление, при котором образуются две идентичные дочерние клетки. При благоприятных условиях это приводит к быстрому росту численности особей.
У некоторых организмов, например малярийного плазмодия, являющегося паразитом и возбудителем малярии, происходит множественное деление, при котором вслед за повторными делениями клеточного ядра идет деление самой клетки на множество дочерних клеток. Такое деление называется шизогонией.
Размножение спорообразованием. Такой способ бесполого размножения характерен для водорослей, мхов, папоротникообразных растений, грибов. Споры – специальные клетки, покрытые оболочкой, которая надежно защищает их от неблагоприятных воздействий внешней среды. Обычно споры имеют микроскопические размеры и состоят из небольшого количества цитоплазмы и ядра (см. рис. 23).
Чаще всего споры образуются в больших количествах. Они имеют очень незначительный вес. Это облегчает их распространение ветром, а также животными, главным образом насекомыми. Из-за того, что споры имеют ничтожно малые размеры, запас питательных веществ в них минимальный. Вследствие того, что споры часто попадают в неподходящие для прорастания условия, их потери очень велики.
Следует отметить, что споры бактерий служат не для размножения, а являются формой перенесения ими неблагоприятных условий внешней среды. Одна бактерия превращается в одну спору, а не образует множество спор, как споровые растения или грибы.
Почкование. Это способ бесполого размножения, при котором новая особь образуется в виде одноклеточного или многоклеточного выроста (почки) на теле родительского организма. Затем новая особь отделяется от родительской особи и превращается в самостоятельный организм, совершенно идентичный родительской особи. Почкование встречается в разных группах организмов, например у кишечнополостных (гидры), у дрожжей (см. рис. 23).
Размножение фрагментами. Фрагментация заключается в разделении особи на две или несколько многоклеточных частей, каждая из которых растет и образует новую особь. Фрагментация характерна для нитчатых водорослей, например спирогиры. Размножение фрагментами встречается у некоторых примитивных червей, главным образом морских.
Вегетативное размножение. При данной форме бесполого размножения от растения отделяется часть и развивается в самостоятельное растение. По существу вегетативное размножение сходно с почкованием. У многих растений имеются видоизмененные побеги: луковицы, клубни, корневища, являющиеся специализированными органами вегетативного размножения. Например, корневищами могут размножаться папоротникообразные и покрытосеменные растения. Луковицами размножаются растения, принадлежащие к семействам лилейных, луковых, амариллисовых. Клубнями размножаются такие растения, как орхидеи, топинамбур, картофель.
На способности растений к вегетативному размножению основано искусственное размножение делением корневищ, луковицами, отводками, черенками, а также путем прививки растений.
Прививку осуществляют пересадкой отрезка побега (черенка) или почки (глазка) одного растения на другое, укорененное растение. Таким образом, прививка – это пример вегетативного размножения, в котором участвуют две особи. Прививку применяют не только в целях вегетативного размножения, но и для закрепления сортовых особенностей культурных растений, ускорения плодоношения, создания декоративных форм. Прививки делают у яблони, груши, пасленовых и тыквенных растений.
Половое размножение. Половое размножение связано с образованием и слиянием половых клеток – гамет. При оплодотворении гаметы сливаются, образуя зиготу, из которой развивается зрелый организм. Гаметы содержат одинарный (гаплоидный) набор хромосом (n), полученный ими в результате мейоза. В зиготе благодаря оплодотворению восстанавливается диплоидный набор хромосом (2n) с новой комбинацией наследственных признаков.
Гаметы обычно бывают двух типов – мужские и женские, но некоторые примитивные организмы (например, многие одноклеточные водоросли) производят гаметы одного типа. Гаметы двух типов могут производить соответственно мужские и женские родительские особи. Но может быть и так, что у одной и той же особи имеются и женские, и мужские половые органы.
Виды, у которых существуют отдельно мужские и женские особи, называют раздельнополыми, таковы большинство животных. Среди покрытосеменных растений тоже встречаются раздельнополые виды. Например, у однодомных видов растений мужские и женские цветки образуются на одном и том же растении (огурец, кукуруза), а у двудомных – одни растения несут только женские цветки, а другие – только мужские (остролист, облепиха).
Особые случаи полового размножения – партеногенез и гермафродитизм.
Партеногенез (от греч. parthenos – девственница, genesis – происхождение) – девственное размножение. Это довольно редкая разновидность полового размножения, при котором развитие организма происходит из женских половых клеток (яйцеклеток) без оплодотворения. При партеногенезе образуются особи только одного типа – мужского или женского. В результате партеногенетического развития соматические клетки (клетки тела) потомства могут иметь либо гаплоидный набор хромосом (пчелы, осы), либо диплоидный (тли, ракообразные). Такой способ размножения характерен для пчел, тлей, дафний, некоторых видов жуков, бабочек, ящериц и др.
Партеногенез повышает скорость размножения и дает возможность быстро увеличивать численность популяции. Например, у медоносной пчелы самец осеменяет самку (матку) лишь один раз в течение всей ее жизни. Полученная сперма сохраняется у матки в небольшом мешочке, соединенном с половыми путями. При откладке яиц самка может либо открыть этот клапан, позволяя сперматозоидам выходить и оплодотворять яйца, либо оставить клапан закрытым, так что яйца развиваются партеногенетически. Из оплодотворенных яиц развиваются самки-матки и рабочие пчелы, а из неоплодотворенных – самцы (трутни).
Гермафродитизм (в древнегреч. мифологии – Hermaphroditos – сын Гермеса и Афродиты) характеризуется признаками мужского и женского пола у одного и того же организма.
Гермафродитизм распространен в основном среди беспозвоночных животных: кишечнополостных, плоских червей, некоторых кольчатых червей и моллюсков. Среди позвоночных гермафродитизм встречается у некоторых видов рыб. У этих животных в организме образуются и женские, и мужские гаметы.
Гермафродитизм рассматривают как примитивную разновидность полового размножения. Одно из преимуществ гермафродитизма состоит в том, что он делает возможным самооплодотворение. Последнее важно для некоторых паразитов, одиночно обитающих внутри организма хозяина, таких, как свиной и бычий цепни. Однако у большинства гермафродитов в оплодотворении участвуют гаметы, образованные разными особями (как у дождевого червя). У таких видов имеются различные приспособления, препятствующие самооплодотворению (которое в большинстве случаев может привести к развитию наследственных аномалий, вырождению). Например, у многих животных-гермафродитов яйцеклетки и сперматозоиды созревают у одной и той же особи в разное время.
Половое размножение, характерное для большинства видов растений и животных, в эволюции возникло позднее бесполого. Преимущество полового размножения заключается в том, что оно обеспечивает генетическое разнообразие потомков, возникающее при слиянии гамет разных особей.
Однако половое размножение требует от организма больших затрат энергии. Это связано и с образованием гамет, и с необходимостью поиска полового партнера. Сохранение в процессе эволюции бесполого размножения у многих организмов связано, вероятно, со страховочной функцией, так как в природе существуют преграды для контакта гамет.
Вопросы и задания
- Что такое размножение? В чем заключается биологическое значение размножения?
- Каковы формы размножения организмов?
- Каковы особенности бесполого размножения? Перечислите способы бесполого размножения.
- Чем характеризуется половое размножение?
- Сравните особенности полового и бесполого размножения.
- В чем заключаются преимущества полового размножения по сравнению с бесполым?
blgy.ru
