Какие способы размножения свойственны животным и какие растениям
Обновлено: 05.10.2024
В предыдущем уроке мы начали знакомиться с важным свойством всех живых существ – размножением. В течение эволюции сформировалось несколько форм размножения. Сегодня мы остановимся подробнее на каждой вариации размножения, составим их описание и выявим отличительные черты.
План урока:
Бесполое размножение
Выделяют два ключевых вида размножения: половое и бесполое. Выделены они по типу деления клетки: митоз – бесполое и мейоз – половое.
Разберем детальнее бесполое размножение организмов.Оно считается самым древнейшим.
Бесполое размножение считается способом воспроизведения аналогичных существ с участием исключительно одного родительского индивида, создания гамет не осуществляется.
Можно выделить ряд видов бесполого размножения.
Дадим характеристику и выявим сущность всякой формы бесполого размножения.
Размножение делением типично существам, состоящих из одной клетки. В данном процессе совершается митотическое разделение ядра, а в последующем в цитоплазме зарождается перетяжка. Дочерние особи, образовавшиеся вследствие размножения делением клетки, приобретают равную долю наследственного материала. Затем индивиды растут и переключаются на дальнейшее дробление.
- Размножение спорами попадается у ряда растений и паразитических простейших. В данном случае возникают споры, которые считаются специализированными клетками, включающими незначительный объем цитоплазмы, ядро и минимальный резерв питательных веществ. При этом пути бесполого размножения из споры создается новый организм.
У водорослей и грибов споры возникают путем митотического деления. Познакомимся с примером спорообразования у хламидомонады.
Для высших споровых растений – мхи, папоротники – характерно образование спор путем мейоза в особых органах – спорангиях.
Более подробно на размножении споровых растений мы останавливались в 6 классе. Вспомнить изученную информацию можно обратившись к уроку 5: Способы размножения растений.
У животных данная форма бесполого размножения присуща для споровиков. Подробнее о размножении этого типа одноклеточных организмов смотрите в 7 классе урок 2: Простейшие.
- Вегетативное размножение – это способ бесполого размножения, при котором новый организм образуется из части материнского. Вегетативное размножение базируется на возможности организмов воссоздавать не хватающие части. Данный процесс массово встречается в природе, особенно у цветковых растений.
Можно выделить несколько способов вегетативного размножения:
- Размножение частями вегетативных органов характерно для покрытосеменных растений. Органами вегетативного размножения считаются листья, стебель, корень.
Помимо этого у растений есть видоизмененные побеги – клубень, луковица, корневище, усы. Все эти части вегетативных органов используются для получения нового организма.
- Одним из видов вегетативного размножения считается фрагментация.
При этом исходная особь делится на несколько частей, и затем каждая часть дополняется до целого организма. Встречается такой способ у плоских и кольчатых червей.
- Одним из способов размножения считается почкование. В данном случае новая особь образуется в виде выроста – почки – на теле материнского организма, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный, совершенно идентичный организм.Почкованием размножаются представители кишечнополостных – гидры, а также грибов – дрожжи.
При любой форме бесполого размножения наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия. Однако,значение бесполого размножения велико. Вследствие данного типа размножения происходит быстрое увеличение численности, что позволяет многим видам существовать на планете.
Новые особи абсолютно идентичны родительским, что широко применяется человеком при вегетативном размножении культурных растений.
Есть и отрицательные стороны такого способа размножения. Вид, размножающийся только бесполым способом, может процветать довольно долго, но, в конечном счете, он обречен на вымирание. Поэтому многие особи в природе приспосабливаются к разным типам размножения.
Половое размножение
Сущность полового и бесполого размножения различаются. В результате полового размножения образуются особи, получившие генетический материал от двух организмов. Основным признаком данного типа размножения является наличие полового процесса, который заключается в слиянии клеток – гамет.
Различают несколько способов полового размножения.
Наиболее простейшие формы полового размножения осуществляются без участия гамет, но при этом обязательно присутствуют две особи. К таким способам относятся конъюгация и копуляция.
- Своеобразной формой размножения у инфузорий и некоторых бактериальных клеток считается конъюгация.
В процессе конъюгации количество особей не увеличивается, но происходит обновление их наследственного материала. Рассмотрим на примере инфузорий.
- Разновидностью полового процесса у одноклеточных организмов считается копуляция.
В данном случае две особи приобретают половые различия, то есть превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу. Соответственно из зиготы уже образуется новый организм. Такой тип полового размножения как копуляция встречается у раковинной корненожки, а также некоторых жгутиковых.
Основным способом полового размножения считается развитие новой особи из зиготы, сформировавшейся при слиянии гамет. Здесь также можно выделить несколько видов размножения.
- Наиболее примитивной формой полового размножения считается гермафродитизм. При этом у одной особи имеются и женские и мужские гаметы, поэтому они способны к самооплодотворению.
Гермафродитизм имеет значение для многих организмов, ведущих паразитический образ жизни. Встретить полового партнера для размножения они не могут, так как ведут одиночный образ жизни в теле хозяина. А такой способ позволяет им размножаться самостоятельно.
К гермафродитам относятся многие кишечнополостные, черви, ракообразные, моллюски, некоторые рыбы и пресмыкающиеся, а также большинство растений.
- Партеногенез считается одной из модификаций полового размножения, вследствие которой развитие новой особи происходит из неоплодотворенной яйцеклетки.
Партеногенез наблюдается у различных организмов: насекомых, червей, ракообразных.
- Формой полового размножение считается изогамия, при которой формируются абсолютно одинаковые гаметы. При этом нет деления на мужские и женские. Изогамия характерна для некоторых видов жгутиковых и грибов.
- Часто наблюдается при размножении гетерогамия. Гаметы обладают резкими отличительными чертами, соответственно возможно отметить две их разновидности: сперматозоиды и яйцеклетки. В процессе гетерогамии объединяются половые клетки, что сопровождается зарождением зиготы, дающей начало дочерней особи.
В течение становления природы половое размножение стало преобладающим, так как обладает некоторым превосходством перед другим способом.
Вследствие данного размножения обеспечивается большое разнообразие индивидов, обладающих уникальными наследственными качествами. Преимущественным значением полового размножения для эволюции считается обновление организмов в связи с объединением генетического материала двух родительских особей. Данный факт расширяет адаптивные возможности существ в ситуации модифицирующейся внешней среды, что необходимо в борьбе за существование.
Половые клетки
Мы уже упоминали, что половой процесс исполняется при содействии половых клеток, которые называются гаметы.Эти структуры несхожи по строению и физиологическим свойствам, соответственно различают мужские – сперматозоиды и женские – яйцеклетки.
Половые клетки образуются в особенных органах размножения у водорослей, грибов, высших споровых растений. У многоклеточных животных развитие этих клеток осуществляется в половых железах – яичниках и семенниках.
Процесс образования половых клеток именуется гаметогенез.Выделяют его разновидности: сперматогенез и овогенез.
Сперматогенез – процесс развития мужских половых клеток – сперматозоидов.
Овогенез – процесс развития женских половых клеток – яйцеклеток.
В этих двух процессах развития половых клеток достаточно много сходного, но есть и отличительные признаки.
В ходе развития половых клеток выделяют несколько стадий. Познакомимся с ними на рисунке.
Первые три стадии формирования половых клеток одинаковые: размножение, рост, созревание. При образовании сперматозоидов различают еще этап формирования.
Рассмотрим подробнее все этапы.
1. Стадия размножения начинается с деления начальных половых клеток путем митоза. Исходные клеточные структуры имеют диплоидный набор хромосом. Вследствие протекания данного этапа происходит возрастание числа гамет.
2. Стадия роста обусловливает прекращение деления гамет. В данный момент осуществляется процесс усиленного роста половых клеток. Формирующиеся яйцеклетки приумножаются в объемах порой во много раз. Осуществляется это благодаря сосредоточению в цитоплазме клетки резервных питательных материалов в виде желтка. Габариты незрелых мужских половых клеток увеличиваются незначительно.
3. Стадия созревания сопровождается мейотическим дроблением гамет. Причем из начальных диплоидных клеток создаются четыре гаплоидные клетки.
Данная стадия овогенеза считается заключительной. Вследствие дробления женских половых клеток совершается неравномерное распределение цитоплазмы. При этом формируются одна крупная яйцеклетка, а также три маленькие клетки, именуемые направительными тельцами, которые вскоре погибают. Таким способом в одной зрелой яйцеклетке сохраняется достаточный объем питательных веществ для будущего зародыша. После стадии созревания яйцеклетка готова к оплодотворению.
4. В сперматогенезе различают еще одну стадию – формирования. В данном случае мужские половые клетки приобретают специфические черты строения. В частности, на стадии роста они представляли собой неподвижные клетки. На стадии формирования у них появляется жгутик, необходимый для перемещения.
Остановимся подробнее на особенностях строения и функциях половых клеток.
Яйцеклетка никоим образом не способна проявлять двигательную активность, она постоянно находится на одном месте. Внешне она напоминает шар немного вытянутый. Имеет все стандартные клеточные органоиды. Отличительной чертой строения женской половой клетки являются значительно крупные размеры и наличие питательного материала для созревания зародыша. Яйцеклетка человека, а также других животных, окутана покровом, который исполняет защитные функции.
Сперматозоиды, или живчики, очень мелкие и владеют возможностью к перемещению. В строении мужских половых клеток различают три основные части: головку, шейку, хвостик. На переднем окончании головки размещена акросома, имеющая видоизменённый комплекс Гольджи. В нем расположен специальный фермент, требуемый для растворения покровов яйцеклетки. Основную массу головки занимает ядро. В шейке содержится центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями.
После прохождения основных стадий становления половые клетки приобретают свойственное им строение, и они имеют возможность приступать к оплодотворению.
Оплодотворение, его значение
Процесс оплодотворения состоит в соединении женской и мужской клетки с созданием зиготы.
Можно выявить две разновидности оплодотворения: внешнее и внутреннее.
Внешнее оплодотворение характерно для особей, обитающих в воде. Гаметы попадают в водную среду, их соединение проистекает случайно. У таких животных есть специальные протоки, выводящие гаметы из организма наружу.Внешнее оплодотворение признается примитивным, а также ненадежным способом соединения гамет.
Внутреннее оплодотворение характерно для наземных особей, где отсутствуют условия для сохранения и соединения гамет в внешней среде. Такие животные имеют наружные половые органы вследствие переноски сперматозоидов в тело самки, где и проистекает оплодотворение.
Внутреннее оплодотворение повышает шанс встречи гамет и зарождение зиготы в сравнительно неизменных условиях.
Рассмотрим,как происходит оплодотворение у животных.
У млекопитающих и человека сперматозоиды в женских органах передвигаются благодаря собственной подвижности и мышечным сокращениям матки. Мужские гаметы устремляются к яйцеклетке. Стоит одному сперматозоиду проникнуть сквозь мембрану женской гаметы, тут же создается оболочка оплодотворения, не допускающая проникновения в яйцеклетку других живчиков. Далее пара ядер движется навстречу одна к другой, происходит их слияние. Так осуществляется образование зиготы, которая имеет парную комплектацию хромосом –одна – материнская, одна – отцовская.
Отдельно стоит рассмотреть процедуру оплодотворения цветковых растений. Выявлен уникальный способ воспроизведения русским ученым Навашиным С.Г. и именуется двойное оплодотворение.
У высших растений мужской гаметофит зарождается в пыльниках тычинок в качестве гранул пыльцы. Женский гаметофит возникает в зародышевом мешке, размещенном в завязи пестика. Здесь находятся яйцеклетка и центральная клетка. Вспомнить о том, что такое различные гаметофиты можно используя материал 6 класса урок 5 "Размножение растений".
Процесс двойного оплодотворения начинается с опыления. При этом совершается перетаскивание пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика. Здесь гранула пыльцы прорастает в виде трубки. Она добирается до завязи, а также зародышевого мешка, окончание трубки растрескивается и высвобождает мужские гаметы – спермии. Они проходят в зародышевый мешок, и один оплодотворяет яйцеклетку. Создается зигота, из которой развивается зародыш растительного организма. Еще один спермий объединяется с центральной клеткой, проистекает создание эндосперма – запаса питательных веществ. При протекании процесса наблюдается два слияния и именно поэтому такой тип оплодотворения именуется двойным.
Подводя итог данного урока, можно сказать, что в течение эволюционных преобразований все живые организмы приобретали определенные приспособления для продолжения рода. Процесс размножения приобретал все больше прогрессивных черт. Однако,половое размножение занимает доминирующее положение в природе, несмотря на сложность его осуществления.
17. Главным фактором одомашнивания растений и животных служит:
а) искусственный отбор
б) бессознательный отбор
в) естественный отбор +
18. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости создал:
а) Морган
б) Вавилов +
в) Мичурин
19. Знание закона гомологических рядов наследственной изменчивости позволяет:
а) предсказывать появление определённых мутаций у близких видов и родов
б) создавать благоприятные условия для роста и развития растений
в) разрабатывать методы получения новых мутаций +
20. Основным критерием для установления родства между видами является:
а) внешнее сходство
б) генетическое сходство +
в) общий ареал распространения
21. Практическое значение учения Вавилова заключается в том, что его учение позволило:
а) разработать методы искусственного получения мутаций +
б) одомашнивать новые виды животных
в) целенаправленно выводить новые виды животных
22. В настоящее время в селекции для выведения новых пород и сортов применяется:
а) бессознательный искусственный отбор
б) сознательный искусственный отбор +
в) естественный отбор
23. К положительным эффектам от родственного скрещивания можно отнести:
а) получение разнообразных генотипов
б) появление в потомстве разнообразных генотипов
в) получение эффекта гетерозиса в первом поколении +
24. В растениеводстве чистая линия – это:
а) гетерозиготное потомство
б) потомство одной самоопыляющейся особи +
в) гетерозисное потомство
25. Одним из эффектов, сопровождающих получение чистых линий, является:
а) повышение плодовитости потомства
б) бесплодие потомства
в) снижение жизнеспособности +
26. Этот способ селекции используются селекционерами в селекции растений:
а) индивидуальный отбор
б) полиплоидия +
в) мутагенез
27. Этот способ селекции используются селекционерами в селекции растений:
а) отдаленная гибридизация +
б) гетерозис
в) мутагенез
28. Этот способ селекции используются селекционерами в селекции растений:
а) гетерозис
б) индивидуальный отбор
в) массовый отбор +
29. Тип размножения, приводящий к повышению гетерозиготности популяции, – это:
а) перекрёстное опыление +
б) самоопыление
в) партеногенез
30. В семеноводстве создают большое число самоопыляемых линий для того, чтобы уже в первом поколении:
а) преодолеть явление гетерозиса
б) повысить жизнеспособность растений +
в) повысить гетерозиготность потомства
Размножение - присущее всему живому свойство воспроизведения себе подобных. Размножение обеспечивает преемственность и непрерывность жизни.
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Важно заметить, что обычно потомству передаются только мутации, которые происходят в половых клетках (гаплоидных - n). Однако в случае бесполого размножения потомству передаются мутации в соматических клетках (диплоидных - 2n).
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Обратите внимание, что у ядерных организмов (эукариот) деление клетки подразумевает митоз, а у доядерных (прокариот) - простое бинарное деление (такая разница связана с отсутствием у прокариот ядра).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
Споруляция подразумевает размножение с помощью специализированных клеток - спор. Эта форма размножения распространена у растений (водорослей, мхов, папоротников, хвощей и плаунов), грибов и некоторых простейших (споровики - малярийный плазмодий).
У одноклеточной зеленой водоросли - хламидомонады, споры имеют жгутики, вследствие чего называются зооспорами. У растений процесс образования спор происходит в обособленных мешковидных образованиях - спорангиях. Споры покрыты защитной оболочкой, служат для размножения и расселения растений и грибов.
Помимо этого, споры грибов и простейших помогают им пережить влияние неблагоприятных факторов внешней среды, например пересыхание водоема. При наступлении благоприятных условий грибы и простейшие освобождаются от спор и продолжают рост и развитие.
Вариантов вегетативного размножения у растений - масса, им посвящена отдельная статья. Растения размножают с помощью клубнелуковиц, клубней, корнеплодов, корневищ, усов, отводок, черенков, луковиц, делением кустов. Прививка - также является вариантом вегетативного размножения.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У некоторых животных дочерние организмы могут появляться из группы клеток - прямо на теле родительской особи. В этом случае небольшой участок тела отделяется от родительского организма и развивается самостоятельно.
Почкованием размножаются многие кишечнополостные, например - пресноводный полип - гидра.
Некоторые живые существа в ходе эволюции развили поразительную способность к регенерации (лат. re - вновь и genus - поколение) - замещению утраченной части организма.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
Является искусственным методом размножения, которым занимается отдельное направление биологии - биотехнология. Клоном называют дочернюю особь, идентичную в генетическом отношении родительской особи.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить "естественные" органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все "генетические копии", так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
У ряда организмов существуют свои особые варианты полового процесса. Таким является процесс конъюгации у инфузорий. Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) сопровождается обменом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Партеногенез (греч. παρθένος — дева, девица, девушка + γένεσις — возникновение) - одна из форм полового размножения, так называемое "девственное размножение".
При партеногенезе дочерний организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Несмотря на то, что в этом процессе не участвует мужская половая клетка, партеногенез относят к половому размножению, так как дочерний организм развивается из половой клетки - яйцеклетки.
Партеногенез выполняет важную функцию регуляции соотношения полов у пчел: из неоплодотворенной яйцеклетки развиваются самцы, из оплодотворенной - самки. Партеногенез встречается также у муравьев, термитов, тлей.
Говоря о половом размножении нельзя не упомянуть интересное явление в природе - гермафродитизм. Это явление заключается в наличии у особи как мужских, так и женских половых органов (назван по имени мифического обоеполого существа - Гермафродита). Аналогичное явление у растений называется однодомностью: и мужские, и женские цветки в таком случае расположены на одном растении.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Размножение — жизненно важный процесс по воспроизведению себе подобных, обеспечивающий непрерывность и наследственность жизни.
Есть 2 варианта размножения животных:
Каждый живой организм придерживается того или иного способа размножения. К примеру, размножение амеб происходит только с помощью бесполого способа. Для позвоночных животных характерен только половой способ.
Некоторые животные чередуют способы размножения.
Фораминиферам и отдельным кишечнополостным для размножения характерно чередование поколений. Тогда как гидрам и инфузориям чередование поколений необязательно для размножения.
Типы бесполого размножения животных
Бесполое размножение — размножение, в результате которого не происходит образования гамет.
Бесполое размножение приводит к тому, что потомки одной особи генетически идентичные как по отношению к материнской особи, так один к другому. Таким способом размножаются, в основном, одноклеточные животные.
Бесполое размножение бывает нескольких видов:
- деление. Оно свойственно для одноклеточных. Встречается бинарное деление и шизогония. При бинарном делении из одной материнской клетки образуются две дочерние — из них и развивается новый организм. При шизогонии из одной материнской клетки образуется несколько дочерних;
- вегетативное размножение. Такой вариант характерен для многоклеточных. Есть вида вегетативного размножения: почкование и фрагментация. При почковании на материнском организме образуется вырост, который в последующем развивается и превращается во взрослую особь. В результате фрагментации отделяется участок тела, происходит регенерация остальных частей тела, необходимая, чтобы образовался новый организм.
Типы полового размножения животных
Половое размножение — вариант размножения, в котором участвуют гаметы.
Гамета — клетка с гаплоидным набором хромосом.
Также важно обозначить, что при половом размножении животных важны такие понятия как зигота и гаметогенез.
Зигота — слияние гамет, в ходе которого образуется диплоидный набор хромосом.
Гаметогенез — процесс с мейозом, в ходе которого генетический материал уменьшается в два раза.
Есть мужские и женские гаметы. Когда сливаются не идентичные гаметы, то образуются не схожие копии. Таким образом происходит изменчивость фенотипов и генотипов у потомства. Если в организме образуется оба типа гамет, то он называется гермафродитным. Один тип гамет образуется у раздельнополых организмов.
К типам полового размножения относят:
- изогамию. Вариант размножения, в котором участвуют идентичные мужская и женская гаметы;
- анизогамию. Здесь мужская и женская гаметы различаются поведением и морфологией;
- оогамию. При таком типе размножения женская гамета — это большая и неподвижная гамета, а мужская — небольшая и подвижная;
- партеногенез. Представляет собой форму полового размножения, в ходе которой развитие женской гаметы происходит без оплодотворения;
- неотению. Здесь размножение личинок происходит половым путем;
- конъюгацию. Под ней понимают такой тип полового размножения, при котором отсутствуют гаметы и между особями происходит обмен генетической информацией. Увеличение числа особей не происходит.
Чередования форм размножения
Смена ядерных фаз — процесс мейоза и оплодотворения у живых организмов.
В ходе такой смены генетический материал изменяется качественно и количественно. Для многих животных, размножающихся половым и бесполым способами, свойственна смена поколений.
К примеру, инфузория туфелька чередует половой и бесполый способы размножения. Вначале она делится множество раз, а затем две туфельки сближаются и происходит процесс конъюгации. Затем снова расходятся и продолжают делиться. Схематично размножение выглядит так: бесполое — половое — бесполое.
Наблюдается также чередование полового и вегетативного размножения животных. Так происходит у губки, гидры и кишечнополостных.
Летом гидра размножается при помощи вегетативного бесполого способа (почкованием), а осенью — половым способом. В случае полового размножения, у гидры образуются яйцеклетка и сперматозоид — в одном организме. К весне зароды перестает развиваться и возникает сформированная гидра.
Читайте также: