какие виды размножения существуют в природе
Половое и бесполое размножение, основные их виды и формы
Размножение — это способность всех живых существ оставлять потомство со сходным строением и процессами жизнедеятельности. Выделяют 2 главных способа размножения — бесполое и половое.
Бесполое размножение
При бесполом делении, где задействована только одна особь, процесс размножения происходит без формирования гамет. Потомство формируется за счет отпочковывания от материнского организма или откладывания в спецорганах.
Существуют следующие виды бесполого размножения:
Деление — преимущественно встречается у простейших организмов, при этом исходная материнская клетка разделяется на две части, образуя идентичное дочернее поколение.
Выделяют следующие подвиды:
Почкование — характеризуется формированием дочерних организмов в виде выпячиваний на материнском теле. После созревания они отделяются от тела родителя и развиваются дальше самостоятельно. Если дочерние формы не отпочковываются и сохраняют связь с материнским организмом, формируются колонии (представители типа стрекающие).
Фрагментация — процесс, при котором зрелые особи развиваются из отдельных частей тела взрослой особи (первичноротые, хирофитовые водоросли, водяная чума). Фрагментация возможна благодаря регенеративным способностям организма.
Фрагментация на примере белой планарии
Полиэмбриония — новые особи формируются при разделении зародыша на несколько частей (однояйцевые близнецы).
Вегетативное размножение — зарождение новых особей идет из отдельных органов материнского организма. Формирование молодого растения возможно из корневой системы, ветвей или листьев (редко).
Корень служит основой для образования придаточных почек, из которых развиваются надземные побеги. Новообразованные побеги крепятся к почве с помощью добавочных корней. После гибели материнского корня, проросшие растения начинают самостоятельную жизнь.
Вегетативное размножение способствует быстрому распространению калины, осота, кипрея узколистого. Растения из семейства бобовые или рода Вербейник размножаются при помощи поверхностных побегов, которые стелются по земле и в местах соприкосновения почвы и узлов побегов прорастают добавочные корни. Так растение начинает самостоятельное развитие.
Вегетативное размножение
Спорообразование — характерно для некоторых простейших и растений, которые могут образовывать споры. Споровые клетки, попадая во влажную среду, развиваются, достигая зрелости. Формирование споровых клеток идет в спорангиях – специальных органах покрытосеменных растений. У грибов и водорослей споры образуются из всех клеток тела.
Клонирование — один из видов бесполого размножения, применяемый учеными для копирования исходного генетического материала. Так получают идентичные копии с материнских особей.
Роль бесполого размножения
Все клетки нашего организма постоянно обновляются, это возможно благодаря бесполому размножению. Соматические клетки делятся в процессе митоза.
Учитывая быстрые темпы созревания и деления, растения и животные, которые делятся бесполым путем, часто используются селекционерами.
Половое размножение
Половое размножение осуществляется при взаимодействии пары разнополых особей. Они имеют репродуктивную систему, где формируются половые клетки — гаметы. Для женских особей характерно образование яйцеклеток, а для мужских — сперматозоидов.
Формирование половых клеток называют гаметогенезом, главным моментом их образования является мейоз. Во время слияния гамет происходит оплодотворение и зарождения новой жизни. Сформированная зигота не будет точной версией родителей, потому что в процессе мейоза идет перестройка генетической информации.
Гаметы у разных представителей отличаются между собой, поэтому выделяют следующие формы полового размножения: гомогамию, анизогамию и оогамию.
Гомогамия — разделение гамет на мужские и женские является условностью, потому что половые клетки организмов разных полов имеют идентичное строение и форму.
Анизогамия — половые клетки обеих полов могут передвигаться. Яйцеклетки превосходят по размеру сперматозоиды, но они почти неподвижны.
Оогамия — женские гаметы не могут самостоятельно перемещаться и намного больше мужских.
Оогамия встречается наиболее часто, свойственна многим представителям животного и растительного мира. Гомогамия и анизогамия присуща для простейших видов (фотоавтотрофные одноклеточные).
Отдельные виды водорослей и грибов могут размножаться, не образуя гамет, такие формы деления называются: гологамия и конъюгация.
В процессе гологамии одноклеточные особи с одинарным набором хроматид сливаются между собой, тем самым берут на себя роль половых клеток. Новообразованная зигота следом делится мейотическим путем, образуя 4 гаплоидные особи.
Деление путем конъюгации характерно для грибов, при этом идет слияние между гаплоидными клетками нитей таллома. После обмена информацией формируются диплоидные зародышевые клетки.
Роль полового размножения
Половое размножение важное природное явление, обеспечивающее высокий уровень изменчивости и дает возможность выживать в резко меняющихся условиях. Именно поэтому половое размножение превосходит бесполое, при котором все оставленное потомство унаследует точную копию генома родителей.
При половом делении идет перестройка генетического кода, что проявляется разнообразием признаков у потомков. Возникновение новых характеристик, адаптационных механизмов является основой для эволюционных процессов. Поэтому половое размножение занимает главное положение в природе.
Размножение организмов
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.
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
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.
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.
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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
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 живых организмов
Способность к размножению, то есть к воспроизведению себе подобных, — одно из самых характерных свойств живых организмов, будь то вирусы, бактерии, животные или растения. Размножение обеспечивает непрерывность жизни и преемственность свойств в ряду поколений. В основе размножения лежит процесс деления клетки. На сроки и интенсивность размножения разных видов влияют условия внешней среды, а у высших животных размножение находится под контролем нервной системы.
Формы размножения
Формы размножения чрезвычайно разнообразны. Одноклеточные организмы делятся путем клеточного деления — митоза, в результате него из одной клетки образуются две точно такие же. У высокоорганизованных животных размножение сопровождается сложной перестройкой работы организма, ритуалами ухаживания, гнездостроения и т. д. При всем разнообразии способы размножения можно разделить на 2 основных типа: бесполое и половое размножение.
В бесполом размножении участвует только одна особь, а в половом — две особи, при этом каждая из них производит половые клетки — гаметы. Образованию гамет предшествует особое деление клетки с уменьшением числа хромосом — мейоз, в результате каждая гамета содержит половинный набор хромосом. Гаметы сливаются, образуя оплодотворенную половую клетку — диплоидную зиготу, дающую начало новому организму.
Бесполое
Для многих растений характерен вегетативный способ размножения — то есть размножение с помощью вегетативных органов (корневища, стебля, листа) или их частей. Размножение с помощью луковиц и клубней, являющихся видоизмененными побегами, — тоже вегетативный способ размножения.
Половое
Половое размножение возникло позже бесполого, но оно существует даже у простейших и водорослей, а чем сложнее устроен организм, тем большую роль половое размножение играет в его жизни, и тем совершеннее его способы.
В простейшем случае сливаются 2 внешне одинаковые гаметы. Однако в процессе эволюции одни гаметы стали крупными, с большим запасом питательных веществ (это женские гаметы, или яйцеклетки), а другие — мелкими и зачастую подвижными (это мужские половые клетки, или спермии). Количество яйцеклеток невелико, а спермиев образуется много, так как большая часть их погибнет, не достигнув яйцеклетки. Возникают и сложные генеративные органы (у растений — цветок, у животных — гонады), которые продуцируют половые клетки и обеспечивают эффективный способ оплодотворения. У многих животных оплодотворение происходит во внешней среде. Такое оплодотворение называется внешним, а если оно происходит в половых путях самки, его называют внутренним. Для осуществления такого оплодотворения нужны особые органы.
Какие же выгоды сулит половое размножение? При бесполом размножении потомки имеют тот же набор генетической информации (генов), что и родительская особь, являясь ее точной копией. А при половом размножении потомки несут в себе гены двух особей в самых разнообразных сочетаниях, и это создает широчайшие возможности для естественного отбора — движущей силы эволюции.
Очень часто оба способа размножения удачно дополняют друг друга, а у ряда организмов (черви, ракообразные, насекомые) регулярная смена полового и бесполого поколений является неотъемлемой частью жизненного цикла. Это обеспечивает им жизнь в изменяющихся условиях и позволяет максимально увеличить количество рождающихся особей.
Биология
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
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.
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.
Можно выделить несколько способов вегетативного размножения:
Помимо этого у растений есть видоизмененные побеги – клубень, луковица, корневище, усы. Все эти части вегетативных органов используются для получения нового организма.
При этом исходная особь делится на несколько частей, и затем каждая часть дополняется до целого организма. Встречается такой способ у плоских и кольчатых червей.
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.
В процессе конъюгации количество особей не увеличивается, но происходит обновление их наследственного материала. Рассмотрим на примере инфузорий.
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.
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 наблюдается у различных организмов: насекомых, червей, ракообразных.
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.