Бесполое размножение. Вид размножения не только растений но и животных при котором
26.Репродукция живого. Классификация способов размножения.
Размножение, или репродукция,— одно из основных свойств, характеризующих жизнь. Под размножением понимается способность организмов производить себе подобных. Явление размножения тесно связано с одной из черт, характеризующих жизнь,— дискретностью. Как известно, целостный организм состоит из дискретных единиц — клеток. Жизнь почти всех клеток короче жизни особи, поэтому существование каждой особи поддерживается размножением клеток. Каждый вид организмов также дискретен, т. е. состоит из отдельных особей. Каждая из них смертна. Существование вида поддерживается размножением (репродукцией) особей. Следовательно, размножение — необходимое условие существования вида и преемственности последовательных генераций внутри вида. В основе классификации форм размножения лежит тип деления клеток: митотический (бесполое) и мейотический (половое). Формы размножения можно представить в виде следующей схемы
Бесполое размножение. У одноклеточных эукариот это — деление, в основе которого лежит митоз, у прокариот — разделение нуклеоида, а у многоклеточных организмов — вегетативное (лат. vegetatio — расти) размножение, т. е. частями тела или группой соматических клеток.
Бесполое размножение одноклеточных организмов. У одноклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения: деление, эндогония, множественное деление (шизогония) и почкование.
Деление характерно для одноклеточных (амебы, жгутиковые, инфузории). Сначала происходит митоти-ческое деление ядра, а затем в цитоплазме возникает все углубляющаяся перетяжка. При этом дочерние клетки получают равное количество информации. Органоиды обычно распределяются равномерно. В ряде случаев обнаружено, что делению предшествует их удвоение. После деления дочерние особи растут и, достигнув величины материнского организма, переходят к новому делению.
Эндогония — внутреннее почкование. При образовании двух дочерних особей — эндодиогонии — материнская дает лишь двух потомков (так происходит размножение токсоплаз-мы), но может быть множественное внутреннее почкование, что приведет к шизогонии.
Шизогония, или множественное деление,— форма размножения, развившаяся из предыдущей. Она тоже встречается у одноклеточных организмов, например у возбудителя малярии — малярийного плазмодия. При шизогонии происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем и вся цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядер. Из одной клетки образуется много дочерних. Эта форма размножения обычно чередуется с половой.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро, или нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Эта форма размножения наблюдается у бактерий, дрожжевых грибов, а из одноклеточных животных — у сосущих инфузорий.
Спорообразование встречается у животных, относящихся к типу простейших, классу споровиков. Спора — одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения, она состоит из клетки, покрытой оболочкой, защищающей от неблагоприятных условий внешней среды. Некоторые бактерии после полового процесса способны образовывать споры. Споры бактерий служат не для размножения, а для переживания неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных растений.
Вегетативное размножение многоклеточных ж-ных При вегетативном размножении у многоклеточных животных новый организм образуется из группы клеток, отделяющейся от материнского организма. Вегетативное размножение встречается лишь у наиболее примитивных из многоклеточных животных: губок, некоторых кишечнополостных, плоских и кольчатых червей.
У губок и гидры за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). В почку входят клетки экто- и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и, наконец, она отделяется от материнской особи. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей; в каждой из них восстанавливаются недостающие органы. Так может образоваться цепочка особей. У некоторых кишечнополостных встречается размножение стробиляцией, заключающейся в том, что полиплоидный организм довольно интенсивно растет и по достижении известных размеров начинает поперечными перетяжками делиться на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи — медузы отрываются и начинают самостоятельную жизнь. У многих видов (например, кишечнополостных) вегетативная форма размножения чередуется с половой.
Особой формой вегетативного размножения следует признать полиэмбрионию, при которой эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония распространена у ос (наездники), ведущих паразитический образ жизни в личиночном состоянии, из млекопитающих — у броненосца. К этой категории явлений относится образование однозиготных близнецов у человека и других млекопитающих.
Половое размножение
Половой процесс. Половое размножение отличается наличием полового процесса, который обеспечивает обмен наследственной информацией и создает условия для возникновения наследственной изменчивости. В нем, как правило, участвуют две особи — женская и мужская, которые образуют гаплоидные женские и мужские половые клетки — гаметы. В результате оплодотворения, т. е. слияния женской и мужской гамет, образуется диплоидная зигота с новой комбинацией наследственных признаков, которая и становится родоначальницей нового организма.
Половое размножение по сравнению с бесполым обеспечивает появление наследственно более разнообразного потомства. Формами полового процесса являются конъюгация и копуляция.
Конъюгация — своеобразная форма полового процесса, при которой оплодотворение происходит путем взаимного обмена мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, образуемому двумя особями. При конъюгации обычно не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетическим материалом между клетками, что обеспечивает перекомбинацию наследственных свойств. Конъюгация типична для ресничных простейших (например, инфузорий), некоторых водорослей (спирогиры).
Копуляция (гаметогамия) — форма полового процесса, при которой две различающиеся по полу клетки — гаметы — сливаются и образуют зиготу. При этом ядра гамет образуют одно ядро зиготы.
Различают следующие основные формы гаметогамии: изогамия, анизогамия и оогамия.
При изогамии образуются подвижные, морфологически одинаковые гаметы, однако физиологически они различаются на «мужскую» и «женскую». Изогамия встречается у многих водорослей.
При анизогамии (гетерогамии) формируются подвижные, различающиеся морфологически и физиологически гаметы. Такой тип полового процесса характерен для многих водорослей.
В случае оогамии гаметы сильно отличаются друг от друга. Женская гамета — крупная неподвижная яйцеклетка, содержащая большой запас питательных веществ. Мужские гаметы — сперматозоиды — мелкие, чаще всего подвижные клетки, которые перемещаются с помощью одного или нескольких жгутиков. У семенных растений мужские гаметы — спермии — не имеют жгутиков и доставляются к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки. Оогамия характерна для животных, высших растений и многих грибов.
studfiles.net
Размножение ⋘ Scisne?
Размножение
Если говорить о самой характерной особенности живых систем, которую можно было бы рассматривать как «сущность жизни», то это способность к самовоспроизведению, к продолжению своего вида. Даже мельчайшие вирусы, быть может не обладающие ни одним из других свойств живых организмов, способны воспроизводить себя, пусть с помощью клетки-хозяина. На молекулярном уровне процесс репродукции связан с уникальной способностью нуклеиновых кислот к самоудвоению, в основе которой лежит специфичность сравнительно слабых водородных связей между парами нуклеотидов. На уровне целого организма воспроизведение принимает весьма различные формы — от простого деления клеток у бактерий и других одноклеточных организмов (процесс, еще совсем не связанный с полом) до полового размножения высших растений и животных, неимоверно сложного в структурном, функциональном и поведенческом аспектах. У высших животных размножение не сводится к одним лишь генетическим процессам — к передаче генетической информации от одного поколения к другому; оно связано также с эндокринной регуляцией овогенеза, овуляции и сперматогенеза; со сложными формами поведения, обеспечивающими одновременное выделение мужских и женских гамет и их встречу, которая ведет к образованию оплодотворенного яйца, или зиготы, и, наконец, со сложнейшей цепью процессов развития и дифференцировки, в результате которых зигота превращается во взрослый организм.Бесполое размножение
Бесполое размножение широко распространено во всех группах растений — у бактерий, водорослей, грибов, мхов и сосудистых растений, а среди животных — у простейших, кишечнополостных, мшанок и оболочников. Простейшая форма бесполого размножения состоит в том, что тело родительской особи расщепляется на две более или менее одинаковые части, каждая из которых дает новый целый и самостоятельный организм. Этот способ размножения, называемый делением, встречается главным образом у самых простых организмов — одноклеточных растений и животных. При этом клетка делится путем митоза.Гидры и дрожжевые грибы размножаются почкованием: небольшая часть тела родительской особи отделяется (отпочковывается) и развивается в новую особь. Эта новая особь либо совсем порывает связь с родительской особью и начинает самостоятельное существование, либо остается прикрепленной к ней и становится более или менее независимым членом колонии.
Хвостатые амфибии, ящерицы, морские звезды и крабы обладают способностью отращивать новый хвост, новую конечность или какой-либо другой орган взамен утраченного. Когда эта способность достигает крайней степени развития, она становится способом размножения: тело родительской особи распадается на несколько частей, а затем каждая из них восстанавливает все недостающие части и превращается в целый организм. Такой способ размножения, называемый фрагментацией, обычен у плоских червей, а также у морских звезд: из одного луча звезды может регенерировать целая новая особь. Морских звезд нельзя уничтожать, разрубая их пополам и бросая обратно в море: таким путем можно лишь удвоить число этих животных, наносящих ущерб устричному хозяйству.
Почти все растения на определенной стадии жизненного цикла размножаются бесполым путем при помощи спор — особых клеток, обычно имеющих защитную оболочку и способных выдерживать холод, перегревание, высыхание и иные неблагоприятные условия. Простейшие, относящиеся к классу споровиков (Sporozoa), в фазе роста обычно существуют как внутриклеточные паразиты и размножаются спорами. Споровики вызывают ряд серьезных заболеваний, в частности малярию у человека и животных и кокцидиоз у кур. Спора, проникнув в клетку, становится трофозоитом (питающейся формой), созревает и путем множественного деления, или шизогонии, образует одноядерные новые клетки, каждая из которых заражает новую клетку того же хозяина и опять развивается как трофозоит. В конце концов некоторые трофозоиты превращаются в половые формы: женские особи становятся яйцеклетками, а мужские в результате ряда делений образуют сперматозоиды. После оплодотворения зигота растет и претерпевает множественное деление, образуя споры, способные заражать новых хозяев. У большинства споровиков споры заключены в капсулу, предохраняющую их от высыхания, но у форм, паразитирующих в крови (например, у малярийных плазмодиев), споры голые и должны быть непосредственно перенесены в кровяное русло нового хозяина. Развитие трофозоитов происходит обычно в одном хозяине, а образование яйцеклеток и сперматозоидов и развитие инфекционных спор — в другом; так, у малярийного плазмодия первым хозяином служит человек или обезьяна, а вторым — комар.
Половое размножение у растений
В ряду форм, начинающемся с бактерий и сине-зеленых водорослей, у которых половое размножение отсутствует или встречается редко, и включающем зеленые водоросли, мхи и, наконец, семенные растения, роль полового размножения в жизненном цикле постепенно возрастает; при этом все большую часть цикла занимает диплоидная фаза. Но даже семенные растения размножаются бесполым путем — при помощи столонов или усов (горизонтальных стеблей, растущих по поверхности земли), корневищ (таких же подземных стеблей) или клубней. Цветоводы и фермеры используют черенки и отводки для размножения многих культурных сортов деревьев, кустарников и травянистых растений. В эволюции растений наблюдается тенденция к прогрессивному развитию спорофита и редукции гаметофита в цикле чередования поколений. Это позволяет наземным растениям при размножении обходиться без водной пленки, необходимой плавающим сперматозоидам. Перенос сперматозоидов к яйцеклетке совершается при помощи пыльцевой трубки. Оплодотворенная яйцеклетка может развиваться за счет собственных запасов питательных веществ, пока у зародыша не образуются листья и он не станет самостоятельным растением.Гермафродитизм. Многие низшие животные являются гермафродитами, т. е. у одной и той же особи имеются одновременно и яичники и семенники и она производит как яйца, так и сперму (слово «гермафродит» происходит от имен бога мужской красоты Гермеса и богини женской красоты Афродиты у древних греков). Некоторые гермафродитные животные, например паразитические ленточные черви, способны к самооплодотворению. Поскольку в организме хозяина часто живет лишь одна особь паразита, эта способность имеет важное значение для сохранения вида. Для большинства гермафродитных форм, однако, характерно не самооплодотворение, а соединение двух особей в процессе копуляции, причем каждая особь оплодотворяет другую; так обстоит дело у дождевых червей. У других видов самооплодотворению препятствует развитие семенников и яичников в разные сроки; у устриц семенники и яичники образуют гаметы не одновременно, что также исключает возможность самооплодотворения.
Партеногенез. Довольно редкую разновидность полового размножения, характерную для пчел, ос и некоторых других членистоногих, представляет партеногенез (девственное размножение), т. е. развитие взрослого животного из неоплодотворенного яйца. Некоторые виды членистоногих состоят, по-видимому, только из самок, размножающихся этим способом. У других видов в течение нескольких поколений наблюдается партеногенез, а затем появляются самцы, которые спариваются с самками и оплодотворяют яйца. У медоносной пчелы самец осеменяет самку (матку) лишь один раз в течение всей ее жизни — во время «брачного полета». Полученная сперма сохраняется у матки в небольшом мешочке, соединенном с половым трактом и закрывающемся при помощи мышечного клапана. При откладке яиц матка может либо открыть этот клапан, позволяя сперматозоидам выходить и оплодотворять яйца, либо оставить его закрытым, так что яйца развиваются партеногенетически. Оплодотворение обычно происходит осенью, и оплодотворенные яйца проводят зиму в состоянии покоя. Из оплодотворенных яиц выводятся самки — матки и рабочие пчелы; неоплодотворенные яйца дают самцов (трутней). У некоторых видов ос наблюдается чередование партеногенетических поколений и поколений, развивающихся из оплодотворенных яиц.
У тех видов, у которых в нормальных условиях не бывает партеногенеза, можно искусственно побуждать яйца к развитию без оплодотворения, изменяя температуру, pH или соленость окружающей воды, а также путем химической или механической стимуляции; яйцо лягушки можно стимулировать, уколов его тонкой иглой. Были получены искусственным путем партеногенетические особи лягушек, тритонов и различных морских беспозвоночных. Удалось даже стимулировать к развитию неоплодотворенные яйца кролика; такие яйца начинают дробиться, а для того, чтобы они могли завершить развитие, их помещают затем в матку крольчихи, которую подготовили к этому введением соответствующих гормонов.
Оплодотворение
Большинство водных животных просто выделяют свои яйца и сперму в воду, так что гаметы соединяются по воле случая. Этот примитивный и довольно ненадежный способ соединения гамет называют наружным оплодотворением. У животных с таким типом оплодотворения обычно не бывает никаких дополнительных половых структур, кроме протоков, выводящих гаметы из организма наружу.Другие животные, в особенности наземные. имеют придаточные половые органы для переноса спермы из тела самца в тело самки, где и происходит оплодотворение. Этот способ, называемый внутренним оплодотворением, требует согласованных действий самца и самки, и у многих видов выработались сложные формы поведения, обеспечивающие встречу особей разного пола, их спаривание в определенное время и заботу о потомстве. Возникли также разнообразные вторичные половые признаки, которые служат для привлечения особей другого пола и вызывают реакции, необходимые для спаривания.
Самец тритона взбирается на самку, обхватывает ее лапами и трется подбородком об ее нос; затем он слезает с самки и откладывает перед ней сперматофор — мешочек, содержащий сперму. Самка переносит сперматофор в свою клоаку; здесь он разрывается и освобождает сперму, оплодотворяющую яйца.
У некоторых видов размножение связано с опасностью или даже с гибелью животных; например, лососевые рыбы поднимаются для нереста на сотни километров вверх по рекам и, отметав икру, погибают; у пауков самка часто съедает самца, после того как он совершит акт осеменения. Однако во всех этих случаях гибель отдельных особей обеспечивает сохранение вида.
Процесс оплодотворения — это не только проникновение сперматозоида в яйцо, но также слияние ядер обеих гамет и активация яйца к дроблению и развитию. Сперматозоид может проникнуть в яйцо, находящееся на любой стадии созревания — от овоцита первого порядка до зрелой яйцеклетки; однако слияние ядер может произойти только после того, как ядро яйцеклетки проделает два мейотических деления и превратится в зрелое яйцо. У некоторых видов важным компонентом студенистой оболочки, окружающей яйцо, является фертилизин, выделяемый яйцеклеткой. Под действием фертилизина сперматозоиды склеиваются и прилипают к поверхности яйца. Из студенистой оболочки яйца выделены также вещества (возможно, идентичные фертилизину), которые стимулируют дыхание и подвижность сперматозоидов и позволяют им дольше сохранять жизнеспособность.
У некоторых видов после проникновения сперматозоида в яйцеклетку вокруг нее образуется так называемая оболочка оплодотворения, преграждающая доступ в яйцо другим сперматозоидам. Это предотвращает полиспермию, в результате которой с ядром яйцеклетки могли бы слиться два или больше ядер мужских гамет; присутствие лишнего мужского ядра может привести к образованию трехполюсных веретен деления и к нарушению нормального развития.
У всех птиц, большинства насекомых и многих водных беспозвоночных самки откладывают яйца, из которых впоследствии выводится потомство; таких животных называют яйцекладущими. Мелкие яйца млекопитающих развиваются в матке, и зародыш получает питательные вещества из крови матери, пока организм не достигнет такой стадии развития, когда сможет существовать самостоятельно; таких животных называют живородящими. Самки акул, ящериц и некоторых насекомых и змей относятся к категории яйцеживородящих; их крупные, наполненные желтком яйца после оплодотворения довольно длительное время остаются в половых путях самки. Развивающийся эмбрион обычно не имеет тесной связи со стенкой яйцевода или «матки» и не получает никаких питательных веществ из материнской крови.
chel-o-vek.ru
scisne.net
Бесполое размножение
Бесполое размножение характерно для организмов многих видов как растений, так и животных. Оно встречается у вирусов, бактерий, водорослей, грибов, сосудистых растений, простейших, губок, кишечнополостных, мшанок и оболочников.
Наиболее простая форма бесполого размножения характерна для вирусов. Их репродуктивный процесс связан с молекулами нуклеиновых кислот, со способностью этих молекул к самоудвоению и основан на специфичности относительно слабых водородных связей между нуклеотидами.
Применительно к другим организмам, размножающимся бесполым путем, различают вегетативное размножение и размножение спорообразованием.
Вегетативное размножение — это размножение, при котором из части, отделившейся от материнского организма, развивается новый организм. Этот вид размножения характерен как для одноклеточных, так и многоклеточных организмов, но имеет у них разное проявление.
У одноклеточных организмов вегетативное размножение представлено такими формами, как деление, множественное деление и почкование. Деление путем простой перетяжки с образованием при этом из одного родительского организма двух дочерних присуще бактериям и сине-зеленым водорослям (цианобактериям). Напротив, размножение делением бурых и зеленых водорослей, а также одноклеточных животных (саркодовых, жгутиковых и инфузорий) происходит путем митотического деления ядра с последующей перетяжкой цитоплазмы.
Размножение путем множественного деления (шизогонии) заключается в делении ядра с последующим разделением цитоплазмы на части.
Бесполое размножение делением
Делением размножаются одноклеточные организмы: каждая особь делится на две или большее число дочерних клеток, идентичных родительской клетке. Делению клетки предшествует репликация ДНК, а у эукариот - также деление ядра. В большинстве случаев происходит бинарное деление, при котором образуются две идентичные дочерние клетки. Так делятся бактерии, многие простейшие, такие как амеба или парамеция, и некоторые одноклеточные водоросли, например эвглена. При подходящих условиях это приводит к быстрому росту популяции. Множественное деление, при котором вслед за рядом повторных делении клеточного ядра происходит деление самой клетки на множество дочерних клеток, наблюдается у споровиков - группы простейших, к которой относится, в частности, возбудитель малярии. Стадия, на которой происходит множественное деление, называется шизонтом, а сам этот процесс - шизогонией. У возбудителя малярии шизогония непосредственно следует за заражением хозяина, когда паразит проникает в печень. При этом получается сразу около тысячи дочерних клеток, каждая из которых способна инвазировать эритроцит и произвести путем шизогонии еще 24 дочерние клетки. Такая высокая плодовитость компенсирует большие потери из-за трудностей успешной передачи паразита от одного хозяина другому, а именно от человека организму-переносчику, т. е. малярийному комару, и в обратном направлении.
У многоклеточных растительных организмов вегетативное размножение путем деления осуществляется черенками, луковицами, листьями, корневищами.
Бесполое вегетативное размножение
Но это по существу искусственное размножение, используемое в сельскохозяйственной практике. Размножение высших растений в искусственных условиях возможно и из одной клетки. Организмы, развивающиеся из одной клетки, обладают всеми свойствами исходного многоклеточного организма. Это размножение получило название клонального микроразмножения. В качестве одной из форм вегетативного размножения могут служить прививки, или трансплантации, многих культурных растений, заключающиеся в пересадке почки или части побега от одного растения к другому. Конечно, это тоже способ размножения, который в природе не встречается, но в сельском хозяйстве используется очень широко.
У многоклеточных животных вегетативное размножение происходит путем фрагментации их тела на части, после чего каждая часть развивается в новое животное. Такое размножение характерно для губок, кишечнополостных (гидр), немертин, плоских червей, иглокожих (морских звезд) и некоторых других организмов. Близкой формой к вегетативному размножений животных фрагментацией является полиэмбриония животных, заключающаяся в том, что на определенной стадии развития эмбрион разделяется на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония встречается у броненосцев. Однако последние размножаются половым путем. Поэтому полиэмбриония является скорее своеобразной стадией в половом размножении, а потомство, возникающее в результате полиэмбрионии, представлено монозиготными близнецами.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется бугорок (вырост) с ядром, который затем отделяется и становится самостоятельным организмом. Почкование встречается как у одноклеточных растений, например, у дрожжей, так и у одноклеточных животных, например, инфузорий отдельных видов.
Бесполое размножение почкованием
Размножение спорообразованием связано с образованием специализированных клеток — спор, которые содержат ядро, цитоплазму, покрыты плотной оболочкой и способны к длительному существованию в неблагоприятных условиях, что способствует, кроме того, и их расселению. Наиболее часто такое размножение встречается у бактерий, водорослей, грибов, мхов, папоротникообразных.
У некоторых зеленых водорослей из отдельных клеток могут формироваться так называемые зооспоры.
Среди животных размножение снорообразованием отмечается у споровиков, в частности, у малярийного плазмодия.
У организмов многих видов бесполое размножение может чередоваться с половым размножением
biofile.ru
