Значение бесполого размножения для растений

Обновлено: 19.09.2024

Бесполое размножение характерно для благоприятных условий существования (оптимальной температуры, давления, пищи, влажности др.факторов). В зависимости от уровня организации живых организмов различают бесполое размножение у а) одноклеточных и б) многоклеточных.

Одноклеточные.

У одноклеточных - эукариот – это деление, в основе которого лежит митоз, деление ядра и цитоплазмы, у прокариот – разделение нуклеоида и цитоплазмы.

У одноклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения:1) деление (или деление клетки надвое), 2) шизогония (схизогония) множественное деление,

3) почкование 4) спорообразование

1) Деление клеток надвое-бесполая форма размножения у одноклеточных- в результате из одной материнской клетки образуется две дочерних (бинарное деление). В основе деления лежит митоз. Сначала происходит митотическое деление ядра, а затем делится цитоплазма. При этом дочерние клетки получают равное количество наследственной информации. После деления материнской особи (клетки), образовавшиеся дочерние особи (клетки) растут, достигают размеров материнской клетки и могут приступать к следующему делению. Так размножаются одноклеточные простейшие (амеба, инфузории, эвглена зелёная).

2) Шизогония - форма бесполого размножения у одноклеточных. При шизогонии происходит множественное деление ядра, без цитокинеза (деление цитоплазмы), а затем цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядра. Из материнской клетки образуется много дочерних (от нескольких десятков до десятков тысяч, так размножается одноклеточный паразит малярийный плазмодий.

3) Почкование -заключается в том, что на материнской клетке образуется небольшой бугорок (почка), содержащий дочернее ядро или нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от материнской клетки. Если не отделяется, то это может привести к образованию колоний (бактерии, дрожжи, сосущие инфузории).

4) Спорообразование. Споры – специализированные клетки, одна из стадий жизненного цикла служат для расселения и размножения – состоят из клетки покрытой оболочкой с ядром и цитоплазмой. Образуются в результате мейоза (у высших растений) или митоза (у грибов и низших растений-водорослей). Споры у низших растений диплоидны (водоросли, лишайники), у высших гаплоидны (мхи, папоротники, хвощи, плауны)

Споры наземных не имеют органов движения и разносятся ветром, защищены твёрдой оболочкой от высыхания, у высших двойной оболочкой – экзиной и интиной.

У одноклеточных водорослей, обитающих в воде, спорыимеют жгутики, подвижны и называются зооспорами.

У животных также могут образовываться одноклеточные или многоклеточные споры. Они встречаются у споровиков (спорозоиты) - малярийный плазмодий, токсоплазма. Предназначены для распространения и переживания неблагоприятных условий.

Споры бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных растений.Спора у бактерий образуется следующим образом: вегетативная клетка теряет воду, цитоплазма сгущается, обмен веществ резко снижается, она покрывается толстой оболочкой и в таком состоянии переносит неблагоприятные условия жизни - это состояние анабиоза. В подходящих условиях из споры образуется вегетативная форма существования.

Многоклеточные.

У многоклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения: 1. Спорообразование 2. Почкование 3. Полиэмбриония 4. Вегетативное размножение 5.Фрагментация

1. Спорообразование– споры образуются в особых клетках с п о р а н г и я х. У многоклеточной водоросли – улотрикса или в с п о р о ф и т а х у высших споровых растений. Растение на котором образуется спорофит - бесполое поколение - у мхов спорофит – коробочка, у папоротников и семенных - само растение.

2. Почкование на теле материнской особи образуется почка в виде выроста, которая разрастается, увеличивается в размерах, содержит весь комплекс органов матери (в почку входят клетки зкто- и энтодермы), постепенно формируются щупальца, наконец она отделяется и ведет самостоятельный образ жизни. Если не отделяется, то это может привести к образования колоний (губки,, кишечнополостные )

3. Полиэмбриония– бесполое размножение у особей размножающихся половым путем. В данном случае эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается самостоятельно - распространена у ос (наездников) , млекопитающих – броненосца. К этой категории явлений относится образование однозиготных (однояйцовых) близнецов. Наблюдается у человека и др. млекопитающих.

5. Фрагментация – распад тела зрелого многоклеточного организма не несколько частей, каждая из которых затем превращается в зрелую особь, чаще встречается у нитчатых водорослей, плоских, кольчатых червей, иглокожих.

Значение бесполого размножения.

1. Сохраняет наследственные признаки в ряду поколений без изменений.

2. Способствует сохранению адаптивных признаков приспосабливающих организмы к существованию в определённых условиях среды.

3. Поддерживает стабилизирующую форму естественного отбора.

4. Не играет важнейшей роли в процессе видообразования и естественного отбора.

В изменяющихся условиях, действие которых выходит за пределы нормы реакции (колебания температуры, влажности, света, пищевых ресурсов, катастрофические события – пожар, вулканическая деятельность, наводнения) особи, размножающиеся бесполым путем в большинстве своем погибают, т. к. не могут приспособиться к новым условиям жизни.

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ.

2. Половое размножение – это размножение на базе двух родительских форм отцовского и материнского организма. Обеспечивает комбинации наследственных признаков. Приводит к комбинативной изменчивости и многообразию форм. Характеризуется наличием полового процесса, формированием гамет. В результате мейоза в половых клетках находится не диплоидный, а гаплоидный набор хромосом.

Поэтому в жизненном цикле организмов, размножающихся половым способом, имеется две фазы – гаплоидная и диплоидная. Продолжительность этих фаз различна: у низших растений, грибов, некоторых простейших (эвглена зелёная) и мхов преобладает гаплоидная. У высших растений и многоклеточных животных – диплоидная.

Увеличение количества особей своего вида – важнейшая задача любого организма. Именно поэтому наряду с половым размножением появилось бесполое. Растения по-своему приспособились к эффективному распространению, используя для этого органы своего тела. В чем заключается биологическое значение бесполого размножения? Каковы преимущества и недостатки этого способа?

Что такое бесполое размножение?

Одна из целей существования живого организма – воспроизведение себе подобных. Для решения этой задачи растения, животные, бактерии и другие представители биологического мира нашли свои способы для увеличения численности. Не зря размножение относят к одному из параметров всего живого наряду с ростом, обменом энергии, постоянством внутренней среды и т. д.

Бесполое размножение – это способ, при котором участие половых клеток не требуется. Гаметы играют исключительную роль в образовании нового генетического материала зародыша, однако, не всегда существует возможность перейти на половой способ репродукции. В чем состоит биологическое значение бесполого размножения?

Для некоторых организмов, например, бактерий – это единственный способ увеличения численности популяции. Для остальных же представителей животного и растительного мира бесполое и половое размножение нужны в равной степени. Если первое используется для количественного увеличения численности, то второе – для качественного (то есть изменение генетического материала).

Виды бесполого размножения

Воспроизведение себе подобных с большой скоростью – вот в чем заключается биологическое значение бесполого размножения организмов. Этот тип репродукции является более древним, и поэтому пик его доминирования приходится на низко развитые организмы. Далее будут представлены виды бесполого размножения, которые могут встречаться у разных таксономических групп.

В чем заключается биологическое значение бесполого размножения растений?

Царство Растения условно делится на споровые и семенные. К первым относятся мхи, хвощи, плауны, папоротники, а ко вторым – голосеменные и покрытосеменные. Бесполое размножение споровых растений заключается преимущественно в образовании спор. У голосеменных и покрытосеменных спорообразование осталось как промежуточный этап в появлении гамет (микроспоры и мегаспоры). Воспроизводство с помощью органов тела – вот в чем заключается биологическое значение бесполого размножения у растений.

Вегетативное размножение характерно только для высокоразвитых представителей флоры, и оно же является единственным типом бесполого размножения. У споровых подобный способ встречается крайне редко. Вот, собственно, еще один аспект, в чем заключается биологическое значение бесполого размножения у растений.

Каким образом осуществляется репродукция особей вегетативно?

Видоизменения стебля. Сюда относят луковицы, клубнелуковицы, корневища, столоны, клубни, усы. На таких органах растения образуются зачаточные почки, из которых вырастают новые побеги. Этот способ размножения можно встретить у тюльпана, нарцисса, лука, ежевики, ириса, земляники, картофеля и т. д.
Корневые клубни (корнеклубни). Эти органы представляют собой придаточные корни, в которых запасаются питательные вещества. Корнеклубнями размножаются фиалка, топинамбур, георгина.
Черенками. Черенок – это любая часть стебля, которая содержит хотя бы один узел с придаточными почками. Иногда для размножения хватает просто листа без стебля. Примеры растений: бегония, фуксия, драцена и т. д.

Биологическая роль бесполого размножения растений

Процесс образования гамет зависит от множества факторов. Зачастую бесполое размножение может быть эффективнее, ведь его можно осуществить без участия гамет. Для споровых растений это и вовсе является главной составляющей жизненного цикла. Для семенных – это вегетативное размножение, при котором можно легко увеличить численность особей.

В чем заключается биологическое значение бесполого размножения? Это не только быстрота, но и легкость в осуществлении процесса. Если для полового размножения необходимы оптимальные условия среды, зрелость самого растения, то бесполое может наблюдаться практически в любое время жизни особи.

Однако вегетативное размножение обладает своими недостатками. Например, при таком типе репродукции не происходит обмен генетической информацией. Это значит, что растение не приспосабливается в ряду поколений к новым условиям среды, и это может привести к потере популяции полученных клонов.

Применение бесполого размножения растений человеком

Процесс репродукции активно используется в хозяйственной деятельности. Вегетативное размножение растений позволяет засеивать огромные участки земли картофелем, луком, свеклой, морковью, земляникой, клубникой и т. д.

Также вегетативное размножение дает возможность увеличивать количество ценных кормовых, овощных, декоративных культур, усиливать стойкость растения к неблагоприятным условиям среды с помощью прививок.

Размножениеявляется неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределенно длительного времени.

У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение растений его сущность и биологическое значение.

Существует несколько вариантов бесполого размножения:

Спорообразование - при спорообразовании в специальных образ-ованиях спорангияхосуществляется образованиеспор.Спорами размножается большинство низших растений (водорослей), а также высшие споровые растения (мхи, плауны, хвощи, папоротники). Споры – это специализированные клетки, возникающие путем митоза (у многих водорослей) или мейоза (у высших растений). Споры формируются внутри спорангия. У водорослей спорангии одноклеточные. Содержимое этой клетки делится и формирует споры, которые выходят наружу при разрыве стенок спорангия. Споры низших растений, как правило, имеют жгутики, с помощью которых они передвигаются в воде. Их называют зооспорами.

У высших растений спорангий многоклеточный и имеет 1-2-слойную стенку. Внутри спорангия находится спорогенная ткань, при редукционном делении клеток которой образуются гаплоидные споры. Споры высших растений не имеют жгутиков и разносятся ветром. Они защищены от высыхания плотной оболочкой.

Вегетативное размножение характерно для большинства групп растений, а у некоторых растений (малины, осины, ивы и др.) оно может даже преобладать над половым (семенным). Примером растения, размножающегося только вегетативно, является двудомная элодея канадская, попавшая в Европу из Северной Америки в форме женских особей, неспособных формировать семена в отсутствии мужских растений. Однако даже без семенного возобновления элодея эффективно размножается и очень быстро осваивает новые местообитания.

Потомство одной особи за один вегетационный период, полученное при вегетативном размножении называют куртинами(кислица, седмичник, ландыш, черника, брусника). Потомство одной особи, полученное при вегетативном размножении на протяжении всей жизни называют клоном.

Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.

При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.

Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.

Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.

Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.

Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.

Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.

Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.

Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).

Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.

Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.

Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.

Биология

При бесполом размножении у растений воспроизводятся особи, подобные им. В биологии таким путем поддерживается преемственность между классами разных поколений и численность популяций на одном уровне. В процессе участвует только одна клетка. Его особенность — отсутствие гамет. Новый организм образуется у одних видов в определенных органах, а у других — из материнских клеток.

Основные понятия

Есть несколько способов бесполого размножения: вегетативное, спорообразование, почкование, полиэмбриония, деление, фрагментация. В процессе участвуют одноклеточные и многоклеточные растения. Для представителей цветковых характерно размножение семенами (половая схема) и вегетативными органами (бесполым путем). С примерами вегетативного размножения растений, их деления и спорообразования можно ознакомиться в таблице.

Способ	Описание
Деление	Осуществляется только у одноклеточных. В основе метода находится митоз (при непрямом делении в дочерних клетках равное число хромосом). Растение делится на несколько частей. Многократное деление осуществляется под одной оболочкой и называется шизогонией. Подобные схемы свойственны для таких растительных организмов, как хлорелла и плеврококк
Спорообразование	Процесс образования большого количества спор осуществляется в специальных органах спорангиях. В результате созревания происходит прорыв и рассеивание спорых (клеток с защитной оболочкой) по территории. Объясняя, какие растения размножаются спорами, биологи выделяют такие названия, как папоротники, мхи, хвощ, многоклеточные водоросли
Вегетативное размножение	Регенерация — путь размножения растений. Органами, через которые преимущественно осуществляется процесс, являются побег и корень. При создании благоприятных условий прорастают листья, стебли, клубень. Виды растительных организмов, которые можно относить к вегетативному размножению: клубника, ива

Проиллюстрировать половое размножение можно на примере канадской элодеи. В Европе встречаются только женские особи растения.

Его особенность — возможность образовывать семена и рассеиваться по водоемам вегетативным путем. Части элодеи разносят птицы. Плюсы бесполого размножения:

отсутствие необходимости в затрате энергии на поиск мужской особи;
быстрое размножение.

Из минусов процесса биологи выделяют наличие большинства видов организмов, которые при изменении природных условий становятся менее пластичными. В таком случае они уступают более сильным растительным организмам. Одноклеточные размножаются с помощью бинарного и митотического деления. Рассматривая, с помощью чего размножаются растения многоклеточные, стоит выделить специализированные и неспециализированные части материнских организмов.

Бинарное и митотическое размножение

Между бактериями происходит бинарное деление, в результате которого образуются 2 одинаковые по размеру дочерние клетки. При этом удваивается кольцевая ДНК. Одновременно с делением образуются септы (перегородки между клетками).

Для одноклеточных характерна простая схема деления.

В таком случае появляются 2 новых организма. Подобная методика наблюдается у амебы. До деления происходит рост и созревание организма.

Многообразие других процессов, предшествующих делению:

усиленный синтез органических компонентов, способствующих построению новейших органоидов;
репликация ДНК-структур.

Предварительно делится ядро, а затем удваиваются жгутики. На последнем этапе осуществляется цитокинез (расформирование цитоплазмы на части).

Для некоторых растений с корневищем, листьями, побегом и другими частями характерно последовательное многократное деление (шизогония).

Явления протекают под одной оболочкой. В конце образуется несколько клеток. Подобная схема наблюдается у хламидомонад.

В конце процесса образуются 4 клетки.

При делении малярийного плазмодия формируется более десяти новых организмов. Шизогония — основная причина, почему в мире насчитывается большое количество инфузории ихтиофтириуса (за одно деление появляется более 1 тыс. клеток). Подобный процесс осуществляется по специальной форме — циста.

Формирование спор

Водоросли, грибы и другие многоклеточные размножаются через споры (одноклеточное образование, находящееся в покое). Для плесневых грибов характерно деление внешних спор. Они образуются на кончиках гиф и выглядят как цепочки.

У некоторых видов грибов подобные образования находятся в спорангиях. Они представлены в виде расширенных гифов с оболочкой. Внутри формируются споры. Когда спорангия (оболочка) ломается, они рассыпаются. Споры легко образуются в простых клетках, к примеру, как у нитчатых водорослей.

Улотрикс участвует в двух митозах, что способствует появлению четырех новых спор со жгутиками (зооспор). Им свойственно плавать в воде до прикрепления к любой поверхности или предмету.

Затем они растут, а после многочисленных митозов формируют нить.

Вегетативный способ

Новый организм появляется от любого вегетативного органа, включая корень, побег. В каждой части растения присутствуют неспециализированные клетки, которым свойственно делиться. Их потомки способны превращаться в разные виды тканей, давая начало новым растениям. Кроме природного вегетативного размножения существует искусственное, например, черенкование. Оно используется в сельском хозяйстве.

При почковании дочерние клетки напоминают материнский организм. Они растут, формируя нужные структуры, отделяясь и развиваясь самостоятельно. Такое размножение характерно для пекарских дрожжей. На них формируется маленький вырост. К нему прикрепляется ядро, провоцируя митоз. Одно ядро движется к почке. В результате роста оно отделяется от клетки-матери, начиная самостоятельную жизнь.

Схему почкования можно составить для многоклеточных, к примеру, пресноводных гидр. Почка появляется в качестве выпячивания, в которое проникает кишечная полость. Позже вырастают щупальца и рот. Происходит самостоятельное питание. На следующем этапе образуется подошва. После этого можно наблюдать отторжение дочернего организма от материнского. Почкование наблюдается у некоторых видов кольчатых червей. Для других беспозвоночных характерна фрагментация:

тело распадается на фрагменты, которые по отдельности достраивают недостающие части;
процесс начинается на фоне механического повреждения первоначального организма.

В основе явления находится регенерация — восстановление тканей. Примеры такого размножения — водоросли, кишечнополостные.

Сельское хозяйство

Вегетативное размножение используется фермерами для увеличения количества выращиваемых культур и декоративных растений. С его помощью сокращается время прорастания, предоставляется гарантия выживаемости организмов. В сельском хозяйстве используются следующие способы размножения:

Черенкование. В процессе участвуют стебель (виноград, смородина), листья (лилия, бегония), корень (слива, роза).
Использование клубней (картофель, георгины).
Луковицы и клубнелуковицы (тюльпаны, гладиолусы).
Корневища (иван-чай).
Прививки для сращивания частей (вишня, яблоня).
Деление кустиков (пионы, маргаритки).
Отводки. Пригибается ветка к земле. Вблизи почки выполняется надрез. Насыпается земля. Если корень прорастает, выполняется его отделение от родительского организма (крыжовник).

В результате вегетативного размножения появляется клон, то есть растение, идентичное родительскому организму по генетическим признакам. В процессе деления и спорообразования происходит мутация, спровоцированная изменением окружающей среды.

Читайте также: