Характеристика та види статевого розмноження живих організмів

Однією з найважливіших функцій всіх живих істот є розмноження. Для передачі генетичних рис від одного покоління до іншого має відбуватися розмноження, оскільки без нього виду загрожує зникнення.

Існують два основних способи, за допомогою яких живі організми можуть розмножуватися. Це безстатеве розмноження, яке вимагає лише одного з батьків і статеве розмноження, що є процесом злиття жіночих яйцеклітин і чоловічих сперматозоїдів. Обидва способи мають переваги і недоліки, але в умовах еволюції статеве розмноження, як вважаю вчені, краще.

Статеве розмноження включає сукупність генів від двох різних батьків і передбачає створення більш «відповідного» потомства, яке в разі необхідності зможе протистояти змінам навколишнього середовища. Природний вибір вирішує, які адаптації сприятливі, і які гени слід передати майбутнім поколінням.

Існують різні види статевого розмноження. Переважний спосіб розмноження визначається тим, у якому середовищі живе населення.

Автогамія

Префікс "авто" означає "самостійно". Особина, яка розмножується за допомогою автогамії, може запліднити себе сама. Відомі як гермафродити, ці індивіди мають повністю функціонуючі частини жіночої та чоловічої репродуктивної системи, необхідні для утворення гамет (яйцеклітини та сперматозоїда). Їм не потрібен партнер для розмноження, але деякі особи можуть мати статевий контакт із партнером, якщо є така можливість.

Оскільки обидві гамети походять від однієї і тієї ж особини, змішування генів не відбувається, тому потомство матиме всі риси свого предка. Однак вони не вважаються клонами, тому що поєднання двох гамет дає потомству трохи інший генетичний набір, ніж батьки.

Деякі приклади організмів, які розмножуються за допомогою автогамії, включають більшість рослин та дощових хробаків.

Аллогамія

В алогамії жіноча гамета (зазвичай звана яйцеклітиною) походить від однієї особини, а чоловіча гамета (зазвичай звана сперматозоїдом) походить від іншого індивіда. Потім гамети зливаються під час запліднення, щоб створити зиготу. Яйцеклітина та сперматозоїд є гаплоїдними клітинами. Це означає, що у кожного є одинарний набір хромосом. Зигота - диплоїдна клітина, тому що це злиття двох гаплоїдів. Потім зигота піддається мітозу і зрештою формує повністю функціонувальну особину.

Аллогамія - справжнє змішання генів від матері та батька. Оскільки обидва батьки дають по половині хромосом, потомство генетично унікальне і відрізняється від батьків, і навіть братів чи сестер. Це об'єднання гамет через аллогамію гарантує, що будуть передані різні адаптації для природного відбору, які дозволять з часом розвиватися (еволюціонувати).

Внутрішнє запліднення

Внутрішнє запліднення відбувається коли чоловічі та жіночі гамети зливаються для запліднення, тоді як яйцеклітина все ще знаходиться всередині материнського організму. Зазвичай це потребує якогось статевого акту між різностатевими організмами. Сперма потрапляє в жіночу репродуктивну систему, а потім усередині матері утворюється зигота.

Те, що відбувається далі залежить від виду. Деякі представники птахів і плазунів відкладають яйця, які пройдуть природний процес інкубації, поки дитинчата не вилупляться. Інші тварини, такі як ссавці, виношують запліднене яйце всередині материнського організму, поки дитинча не стане життєздатним для живого народження.

Зовнішнє запліднення

Як випливає з назви, зовнішнє запліднення відбувається коли чоловічі та жіночі статеві клітини зливаються за межами тіла. Більшість видів, що живуть у воді та багато типів рослин, розмножуються за допомогою зовнішнього запліднення. Самка, як правило, відкладає у воді багато яєць, а самець приходить і розпорошує свою сперму поверх яєць, щоб запліднити їх. Зазвичай батьки не висиджують запліднені яйця або не стежать за ними, а дитинчата представлені самі собі.

Зовнішнє запліднення зазвичай відбувається лише у воді, тому що запліднені яйця повинні перебувати у вологому середовищі. Це дає їм більше шансів на виживання, і багато з них вилуплюються і стають дорослими особинами, які передадуть свої гени своїм власним нащадкам.

Способи розмноження, їх біологічне значення

Функція процесу розмноження відрізняється від інших функцій живого організму тим, що вона стоїть на варті збереження виду та всього живого взагалі.

Розмноження - Це здатність живих організмів відтворювати собі подібних.

Суть процесу розмноження зводиться до передачі від батьківських форм до дочірніх спадкових інформації у вигляді молекул нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК).

Завдяки природному відбору протягом багатьох мільйонів років у живих організмів виробилися різні способи розмноження. Усе це розмаїття можна поєднати у кілька груп (форми) – безстатеве та статеве розмноження.

Безстатеве розмноження

Безстатеве розмноження відбувається за допомогою окремих нестатевих клітин. При цьому дочірні форми живих організмів мають генетичний набір ідентичний до батьківського.

Безстатеве розмноження прокаріотів і одноклітинних рослин, грибів і тварин може відбуватися в результаті прямого поділу клітини надвоє або на безліч дочірніх клітин або за рахунок утворення спор.

У разі поділу надвоє утворюються дві дочірні клітини, які вдвічі менші за материнську. Ці дочірні клітини живляться, ростуть і починають розмножуватися. Коли досягнуто розмірів материнської клітини.

Якщо в процесі поділу клітин одна з них менша за розміром, а інша більша, то такий вид поділу клітин називається брунькуванням. Він характерний, наприклад, для дріжджів.

При множинному розподілі спочатку багаторазово ділиться ядро, а потім уже цитоплазма і утворюється безліч дрібних одноядерних дочірніх клітин. Така форма розмноження зустрічається у малярійного плазмодія.

Багато еукаріотів (водорості, гриби, мохи, хвощі, плауни, папороті) розмножуються за допомогою суперечка (спороутворенням). Суперечки трапляються ще у бактерій. Але бактеріальні суперечки – це одноклітинне утворення із щільною оболонкою. Вони призначені для того, щоб пережити несприятливі умови або (у паразитичних організмів) для зараження інших організмів. Суперечки еукаріотів утворюються у спеціальних органах – спорангіях. У рослин часто спороутворення чергується зі статевим процесом (зміна поколінь у життєвому циклі).

Вегетативне розмноження

Деякі вчені вважають вегетативне розмноження різновидом безстатевого розмноження, інші – окремою формою розмноження. Суть вегетативного розмноження у тому, що процес відбувається з допомогою частини тіла материнського організму.

Водорості та гриби можуть розмножуватися за допомогою фрагментації – відділення частини тіла. У вищих рослин це відбувається за допомогою спеціальних вегетативних органів:

• частини стебла,
• листа,
• кореневища,
• цибулини,
• нирок,
• вусиків.

У деяких кишковопорожнинних (наприклад, у прісноводної гідри) відбувається брунькування. До вегетативного розмноження здатні і багато інших безхребетних – губки, плоскі та кільчасті черв'яки, голкошкірі.

Біологічне значення безстатевого (у тому числі і вегетативного) розмноження дуже велике. Найчастіше це може бути єдиним способом залишити після себе потомство. Крім того, цей спосіб розмноження підходить для видів з коротким життєвим циклом, коли за короткий час відбувається швидке збільшення чисельності особин.

При безстатевому розмноженні потомство має генетичний набір ідентичний батьківському. При тривалій стабільності умов довкілля це сприяє процесам ідіоадаптації організмів та видів. Людина ж використовує цю властивість під час розмноження сортів культурних рослин.

Статеве розмноження

Статеве розмноження – це спосіб розмноження, внаслідок якого відбувається поєднання генетичного вмісту двох клітин.

Статевий процес відбувається у формі кон'югації або копуляції. Кон'югація й у найпростіших. Під час кон'югації відбувається тимчасовий контакт двох клітин та обмін генетичною інформацією за допомогою цитоплазматичних містків між клітинами.

У багатоклітинних організмів статевий процес відбувається за допомогою спеціальних статевих клітин – гамет. При злитті гамет утворюється зигота (запліднена яйцеклітина). З неї розвивається зародок нового організму.

Сам процес злиття двох статевих клітин називається копуляцією.

Біологічне значення статевого розмноження полягає в тому, що при обміні генетичною інформацією відбувається підвищення різноманітності генотипів живих організмів, що підвищує можливості виду вижити за умов середовища, що змінюються.