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 деяких 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 лежить в основі 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.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 цього типу розмноження грає дуже значної ролі для еволюції, т.і. до. він сприяє створенню величезної різноманітності живих організмів, у тому числі й 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. брунькування - 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?

§ 44. РОЗМНАЖЕННЯ ТВАРИН

Відомий шведський дослідник природи XVIII століття К. Лінней стверджував, що в тропічних країнах три мухи можуть за той же час з'їсти дохлу зебру, що і лев. Доведіть це твердження.

ЗМІСТ

Яке значення має розмноження тварин?

РОЗМНАЖЕННЯ ТВАРИН - відтворення тваринним організмом нових особин. Початок новим організмам дають окремі клітини чи групи клітин батьківських особин. У цих клітинах у ядрі міститься спадкова інформація про всі ознаки майбутніх нащадків.Таку інформацію записано на універсальних інформаційних носіях, якими є молекули ДНК. Перед розмноженням ці молекули подвоюються та «упаковуються» у клітини, призначені для розмноження. Ними можуть бути клітини тіла тварини або клітини, які формуються у спеціалізованих органах розмноження – яєчниках та насінниках. У першому випадку клітини називаються безстатевими, у другому – статевими. Таким чином, у розмноженні беруть участь два види клітин - безстатеві та статеві, тому виділяють дві форми розмноження - безстатеве та статеве.

Таблиця 17. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМ РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ

Ознаки

Безстатеве розмноження

Статеве розмноження

Клітини, які беруть участь

Участь батьківських особин

Нащадки є майже точними копіями батьків

Нащадки поєднують ознаки кожного з батьків, тому відмінні та неповторні

Забезпечує швидке відтворення великої кількості таких нащадків

Забезпечує повільне відтворення невеликої кількості різних нащадків

Переважна форма розмноження у тварин – статеве розмноження. Воно здійснюється статевими клітинами, які можуть утворюватися як в одному батьківському організмі, так і в двох різних, один із яких є жіночою особиною, а інший - чоловічою.

Значення безстатевого та статевого розмноження для виду полягає у безперервному швидкому або повільному поповненні та заміні однакових або різних особин, які гинуть у природі з різних причин. Крім того, розмноження дозволяє збільшити чисельність виду та мати перспективи в еволюційному розвитку. В результаті розмноження замість старих та хворих особин з'являються молоді та здорові.Місце загиблих займають нові, і вигляд таким чином зберігається і продовжує своє існування.

Отже, розмноження тварин забезпечує появу нащадків та існування виду у часі.

Які способи та значення безстатевого розмноження у тварин?

БЕЗПЕЧНЕ РОЗМНАЖЕННЯ - це відтворення собі подібних за участю безстатевих клітин. Перевага такого розмноження у тварин: воно відбувається без витрат енергії на пошуки партнера протилежної статі. Але безстатеве розмноження має і великий недолік - схожість нащадків. Якщо місце існування організмів з безстатевим розмноженням зміниться, то подібним організмам одного виду з однаковими пристосуваннями загрожує загибель. Тому безстатева форма розмноження характерна для нижчих тварин і відбувається, якщо у навколишньому середовищі є сприятливі умови.

Найчастіше безстатеве розмноження у тварин здійснюється за допомогою групи безстатевих клітин тіла. Основними способами безстатевого розмноження є фрагментація та брунькування.

Фрагментація - спосіб безстатевого розмноження, коли тіло багатоклітинної тварини ділиться поперечним розподілом на багато частин, кожна з яких росте та утворює новий організм. Так можуть розмножуватися багатощетинкові черв'яки, морські зірки.

Ниркуванням називають спосіб безстатевого розмноження, коли на тілі тварини утворюються багатоклітинні утворення-нирки, які згодом відокремлюються або залишаються на тілі на все життя (наприклад, губки, гідри, коралові поліпи).

Іл. 170. Брукування гідри

Іл. 171. Фрагментація морської зірки

Отже, безстатеве розмноження обмежує різноманітність ознак у нових особин, але може за короткий сприятливий період забезпечити швидку появу великої кількості нащадків із подібними ознаками.

Як відбувається статеве розмноження тварин?

ПОЛОВОЕ РОЗМНАЖЕННЯ - відтворення собі подібних за участю статевих клітин або гамет. Ці клітини містять половинний набір інформації, оскільки у статевому розмноженні беруть участь дві батьківські особини. Обов'язковою умовою статевого розмноження є зустріч гамет та їх злиття - запліднення, що супроводжується утворенням повного та необхідного для розвитку нового організму набору спадкової інформації. Гамети, сформовані чоловічою особиною, називаються сперматозоїдами, а жіночі гамети – яйцеклітинами.

Іл. 172. Статеві клітини та процес запліднення: 1 - сперматозоїд; 2 – яйцеклітина; 3, 4, 5 – стадії запліднення

Запліднення - процес злиття чоловічої та жіночої гамет з утворенням зиготи, що дає початок новому організму.

Розрізняють зовнішнє запліднення, у якому злиття гамет відбувається поза тілом самки, і внутрішнє запліднення, у якому гамети зливаються у тілі самки. Зовнішнє запліднення характерне для водних тварин (двостулкові молюски, променепері риби), а зовнішнє - для наземних тварин (червоногі молюски, павуки, комахи, плазуни, птахи, ссавці). Основними способами статевого розмноження є партеногенез, гермафродитизм і роздільна порожнина.

ТАБЛИЦЯ 18. СПОСОБИ ПОЛОВОГО РОЗМНОЖЕННЯ

Назва

Визначення та приклади

Розвиток організмів з незаплідненої яйцеклітини (тля, дафнія, паличник, коловратка, кавказька ящірка, срібний карась)

Розмноження за участю чоловічих та жіночих гамет, що розвиваються в одному організмі (гідра, паразитичні плоскі черв'яки, дощові черв'яки, черевоногі молюски, коралові риби)

Розмноження, при якому сперматозоїди утворюються в чоловічому організмі, яйцеклітини - в жіночому (наприклад, круглі черв'яки, головоногі молюски, членистоногі, хребетні тварини)

Отже, статеве розмноження має переваги перед безстатевим, оскільки нові особини успадковують ознаки обох батьківських особин і тому мають можливість краще пристосовуватися до навколишнього середовища.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Розвиваємо вміння

Уважно прочитайте текст та розгляньте запропоновані ілюстрації, які пояснюють процес передачі спадкової інформації під час розмноження. Вставте в текст і зіставте з малюнками такі поняття: А – хромосоми; Б - ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота); В - ядро; Г – мітоз; Д – мейоз.

«Спадкова інформація організмів записана на цю хімічну сполуку бере участь в утворенні особливих органел. Саме вони є носіями спадковості і зберігаються в . Основою розмноження є здатність клітин до . Існують два основні типи поділу клітин, які беруть участь у розмноженні. Один з них здійснює утворення клітин для безстатевого розмноження. а інший - клітин, які є основою статевого розмноження -. ».

Біологія + Міфологія

Іл. 173. Ящірка кавказька

Амазонки – міфологічні войовничі жінки, до племен яких не допускалися чоловіки. За стародавніми переказами, вони утворили сильну державу на чолі з царицею. Одружувалися з представниками сусідніх племен тільки для продовження роду, потім відсилали чоловіків назад.Новонароджених хлопчиків віддавали батькам, дівчаток виховували для війни. Трапляються «амазонки» і серед тварин. Наприклад, у ящірки кавказьких самців взагалі немає чи їх не можуть знайти. Як же відбувається статеве розмноження таких видів?

Вчимося пізнавати

Міні-проект «Турбота про потомство»

З розмноженням у тварин пов'язана велика кількість пристосувань, зокрема плодючість організмів та турбота про нащадків. Скористайтеся правилом-орієнтиром (див. додаток на стор. 284) для створення міні-проекту та доведіть значення турботи про потомство для розмноження.

Іл. 174. Прояв турботи про потомство тварин

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Запитання для самоконтролю

1. Що таке розмноження тварин? 2. Назвіть дві форми розмноження організмів. 3. Що таке безстатеве розмноження у тварин? 4. Назвіть основні способи безстатевого розмноження тварин. 5. Що таке статеве розмноження у тварин? 6. Назвіть основні засоби статевого розмноження тварин.

7. Які значення та форми розмноження тварин? 8. Які способи та значення безстатевого розмноження у тварин? 9. Як відбувається статеве розмноження тварин?

10. Як зберігається та передається спадкова інформація при розмноженні?