Основні відомості про біологічне розмноження організмів

Розмноження - одна з основних властивостей живих організмів. Функція процесу розмноження відрізняється від інших функцій живого тим, що вона спрямована не на підтримку життя конкретної особини, а забезпечує постійний життєвий процес і наступність життя цілого виду для багатьох поколінь (вся генетична інформація, закладена в батьках, передається дочірньому поколінню).

Розмноження - це характерна для всіх живих організмів властивість, яка полягає у відтворенні нового, генетично подібного до себе організму свого вигляду.

Опис процесу розмноження

У процесі еволюції у різних видів живих істот сформувалися різні шляхи та способи розмноження. Те, що ці групи вижили та продовжують своє існування, доводить дієвість різних способів здійснення цього процесу.

В одних випадках розмноження відбувається протягом усього життя організму, в інших – лише один раз. У якихось випадках розмноження починається після того, як зростання особини припиниться, а іноді воно можливе і в процесі зростання.

Деякі види тварин можуть постійно розмножуватися. Але, наприклад, у живих істот, що мешкають у середніх та близьких до полюсів широтах, настання періоду розмноження залежить від сезону та інших зовнішніх факторів, таких як довжина світлового дня, температура повітря тощо.

У організмів, що мають клітинну будову, в основі процесу розмноження лежить поділ клітини.

Розподіл клітини - Це біологічний процес формування з батьківської клітини двох або більше дочірніх клітин. Зазвичай розподіл клітини - це частина клітинного циклу.Цей процес лежить в основі розмноження та індивідуального розвитку всіх живих організмів.

Статеве розмноження є характеристикою переважної більшості живих істот. Воно складається з наступних процесів:

• гаметогенез - освіта та розвиток статевих клітин (гамет);
• запліднення - з'єднання гамет та утворення зиготи;
• ембріогенез - дроблення зиготи та формування зародка;
• зростання та розвиток організму (постембріональний період).

Нові клітини всередині багатоклітинного організму утворюються в процесі розподілу ядра клітини та її тіла. При цьому дочірні клітини отримують генетичний матеріал, ідентичний тому, що містився у материнській. Цей процес називається мітозом і є фундаментальним у житті організму.

Статеві клітини тварин формуються в результаті особливого типу поділу, при якому кількість хромосом у клітинах, що знову утворюються, в два рази менше, ніж у вихідній материнській клітині. Це необхідне збереження постійного набору хромосом при статевому розмноженні.

Мейоз — це особлива редукційна форма розподілу клітини, у якому її набір хромосом зменшується вдвічі. Мейоз є основою утворення статевих клітин при статевому розмноженні багатоклітинних організмів.

Поведінка хромосом під час мітозу та мейозу визначає характер передачі генетичної інформації з покоління в покоління на організмовому рівні та є цитогенетичною основою спадковості — властивості живої матерії.

Типи розмноження

Виділяють 2 основних типи розмноження - безстатеве і статеве.

Безстатевий тип розмноження є найдавнішим і досі широко поширеним у природі. У ньому бере участь одна батьківська особина, а нова особина розвивається з нестатевих, тобто.е. соматичних клітин. Внаслідок безстатевого розмноження можна отримати потомство, генетично ідентичне батькові (клон).

Єдиним джерелом мінливості є випадкові спадкові зміни, які можуть виникнути у процесі індивідуального розвитку. Безстатевий тип розмноження поширений серед рослин, найпростіших і деяких багатоклітинних.

Серед характеристик безстатевого розмноження можна назвати такі:

• дочірні організми визначаються генотипом, що ідентичний генотипу батьківської особини;
• велика чисельність потомства;
• створення труднощів для еволюції з допомогою надання матеріалу, надає впливом геть стабілізуючий природний добір.

Безстатевий тип розмноження сприяє утворення організмів, мають нові ознаки, цим обмежуючи здатність адаптації видів до нових умов середовища. Спосіб вирішення цієї проблеми став перехід до статевого розмноження.

Статеве розмноження виникло пізніше, ніж безстатеве. Перехід до даного типу розмноження відіграє дуже важливу роль для еволюції, тому що він сприяє створенню величезної різноманітності живих організмів, у тому числі і таких, які вміють адаптуватися до різних умов і поширюються в новому середовищі, а також виробляють потомство, передаючи йому свій генетичний матеріал

Порівняно зі статевим, безстатеве розмноження при зміні зовнішніх умов далеко не завжди може забезпечити виживання організмів.

Основна відмінність статевого розмноження від безстатевого полягає в тому, що в ньому беруть участь два батьки, ознаки яких комбінуються у потомства.

Часто обидва типи розмноження доповнюють один одного, а в деяких живих істот (наприклад, хробаків, комах, ракоподібних) регулярна зміна статевого та безстатевого поколінь є важливою складовою життя. Це забезпечує їм адаптацію до умов середовища, що змінюються, і дозволяє максимально збільшити кількість особин, що народжуються.

Інфузорія зазвичай розмножується безстатевим шляхом. Але за нестачі їжі чи зміні умов довкілля вони переходять до статевого розмноження. Таким чином інфузорія чергує статевий та безстатевий способи розмноження. Спочатку вона ділиться велику кількість разів, а потім два туфельки зближуються і тимчасово з'єднуються один з одним. Потім вони знову розходяться та продовжують ділитися. Умовна схема розмноження виглядає так: безстатеве - статеве - безстатеве.

Способи розмноження живих організмів

Безстатеве розмноження може бути реалізовано у різний спосіб.

1. Поділ одноклітинних. При шизогонії утворюється не дві, а безліч клітин (зустрічається переважно у паразитичних одноклітинних, тому що дозволяє швидко заражати багато клітин господаря).
2. Спороутворення у процесі відтворення бере участь лише одна материнська особина, з якої утворюються спеціалізовані дочірні клітини (спори).
3. Ниркування — Метод, що полягає у освіті на материнському організмі нирки — виросту, з якого розвивається нова особина.
4. Фрагментація - організм ділиться кілька частин, у своїй кожна їх росте і формує новий організм.
5. Вегетативне розмноження рослин - Розмноження за допомогою клітин вегетативних органів:

• коріння;
• стебел;
• листя;
• спеціалізованих видозмінених пагонів (цибулин, кореневищ, бульб, вусів).

Безстатеве розмноження дозволяє формам, генотипи яких добре пристосовані до наявних умов, швидко збільшити чисельність популяції без особливих змін у її генофонді та найбільш вигідно за стабільних умов середовища.

Способи статевого розмноження:

1. За допомогою гамет, сперматозоїдів та яйцеклітин.
2. Кон'югація - тимчасове з'єднання особин для обміну інформацією.
3. Копуляція - злиття двох особин для запліднення.
4. Партеногенез – дитина розвивається з незаплідненої яйцеклітини.

Головна порівняльна характеристика, що відрізняє безстатеве розмноження від статевого - вихідні клітини. Для отримання нової особини статевим шляхом потрібні гамети, а безстатевим – соматичні клітини.

Біологічне значення розмноження організмів

Здатність до розмноження одна із найважливіших особливостей всього живого: у процесі розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від покоління другого. У біології головне значення розмноження полягає у безперервному поповненні кількості особин даного виду., вмираючих з різних причин. Крім того, розмноження дозволяє у сприятливих умовах збільшити кількість особин.

Потрібна допомога?

Екологія ДОВІДНИК

Припускають, що найдавнішим є безстатеве розмноження, зокрема, вегетативне розмноження. З останнього розвинулося розмноження спороутворенням, безперечна перевага якого полягає в тому, що воно забезпечує кращі можливості для збереження видів і особливо для розширення їх ареалів (розселення). ]

Статеве розмноження є найбільш ефективним шляхом відтворення організмів, що дає можливість «перетасування» та комбінування генів.Припускають, що воно розвинулося з безстатевого, виникши близько 1 млрд. років тому, причому перші етапи в цьому процесі були пов'язані з ускладненням у розвитку гамет. Примітивні гамети характеризувалися недостатнім морфологічним диференціюванням, у результаті багатьох організмів провідної була ізогамія (від грец. isos — рівний, gamos — шлюб), коли статеві клітини були рухливими ізогаметами, ще диференційованими на чоловічі і жіночі форми. Ізогамія зустрічається у ряду видів найпростіших. ]

У подальшому набула розвитку анізогамія (від грец. Anisos - нерівний, games - шлюб), що характеризується диференціюванням гамет, що різняться між собою лише за величиною. Прикладом анізогамії є утворення гамет також у ряду видів найпростіших. У цих організмів розміри гамет різні (марогамети та мікрогамети). ]

На пізніших етапах еволюції тварин виникли різкі відмінності у рухливості, формі та розмірах гамет, що особливо помітно у разі гамет ссавців. Слід додати також, що з ссавців виробилася також здатність продукувати чоловічі гамети у величезних кількостях.[ . ]

Біологічна роль статевого розмноження винятково велика. Безперечно, що вона має значні переваги в порівнянні з вегетативним розмноженням та розмноженням спороутворенням. Ще К. А. Тимірязєв ​​(1843-1920) неодноразово звертав увагу на статеве розмноження як на визначне джерело мінливості організмів, оскільки в ході мейозу має місце рекомбінація генів, а при об'єднанні гамет - утворення нових поєднань генів. Можна сміливо сказати, що у природі статеве розмноження є домінуючим проти іншими формами розмноження.У тварин, що розмножуються статевим шляхом, репродуктивна здатність зберігається відносно довго.

Оскільки для статевого розмноження потрібні два батьки, то це викликає певні труднощі в зустрічі партнерів. пристосування в ході еволюції розвинулися з системи виділення, що призвело до формування сечостатевої системи (див. розділ про еволюцію статевої та видільної систем).

У багатьох організмів розвинулася незалежна тенденція до прямого розвитку і живородіння. етапах розвитку всередині материнського організму Вважають, що виникнення живородження у хребетних пов'язане з екологічними умовами.

Наприклад, у рептилій воно пов'язане з адаптацією до життя у високих широтах, у амфібій - з адаптацією до низьких температур, а у хрящових риб - з адаптацією до життя в тропічних широтах.

Диплоїдний стан супроводжується накопиченням різних алелів.Тому статеве розмноження має ще й ту перевагу, що вона представляє організмам більшу можливість мінливості проти безстатевим, але це має найважливіше значення еволюції.[ . ]

У рослин у зв'язку з еволюційним розвитком нерухомості у способі життя виникла потреба у виробленні пристроїв, що забезпечують об'єднання чоловічих та жіночих гамет. Еволюція водяних рослин призвела до появи рухливих чоловічих статевих клітин. У насіннєвих рослин розвинулися пилок і пилкова трубка, а також насіння, що сприяло винятковому поширенню рослин. ]