Способи розмноження організмів

Всі відомі способи розмноження організмів у природі зводяться до двох основних форм: безстатевої і статевий.

Безстатеве розмноження. В безстатевої формі розмноження здійснюється батьківської особиною самостійно, без обміну спадковою інформацією з іншими особинами. Дочірній організм утворюється шляхом відділення від батьківської особини єдиною чи багатьох соматичних клітин і подальшого їх розмноження за допомогою мітозу. Потомство успадковує ознаки батька, будучи в генетичному відношенні його точною копією (клоном – <лат. Clon нащадок, гілка). Розрізняють декілька типів безстатевого розмноження.

Просте ділення особливо поширене у бактерій і деяких одноклітинних еукаріот (наприклад дріжджів), одиночна клітина яких поділяється навпіл допомогою мітозу. Кожна дочірня клітина є цілісним функціональним організмом.

Простим поділом розмножуються амеби, інфузорії, евглени та інші найпростіші. Поділ відбувається за допомогою мітозу, тому дочірні організми отримують від батьківських той же набір хромосом.

Брунькування. Цей тип розмноження використовують деякі багатоклітинні організми: губки, кишковопорожнинні (гідри, коралові поліпи). Брунькування у прісноводних гідр відбувається так. Спочатку на стінці тіла гідри утворюється виріст, який поступово подовжується. На його кінці з’являються щупальця і ротовий отвір. З нирки виростає маленька гідра, вона відокремлюється і стає самостійним організмом. У інших кишковопорожнинних (поліпів) дочірні організми можуть залишатися на тілі батька.

Фрагментація. Ряд кишковопорожнинних, плоскі і кільчасті черви, морські зірки можуть розмножуватися розчленуванням тіла на фрагменти, які потім добудовуються до цілого організму. Морська зірка здатна розвинутися з окремого променя, гідра – з 1/200 частини організму. В основі фрагментації лежить здатність багатьох простих істот до регенерації втрачених органів. Зазвичай розмноження фрагментацією відбувається при пошкодженнях. Мимовільна фрагментація відома тільки у цвілевих грибів і деяких плоских хробаків. Так, черв’як планария при несприятливих умовах розпадається на окремі частини, кожна з яких при настанні сприятливих умов здатна розвинутися в цілий організм.

Спорообразование. Родоначальницею нового організму може стати спеціалізована клітина батьківського істоти – спору. Такий спосіб розмноження характерний для ряду рослин і грибів. Розмножуються спорами багатоклітинні водорості, мохи, папороті, хвощі та плавуни.

Спори є клітини, вкриті міцною оболонкою, що захищає їх від надмірної втрати вологи і стійкою до температурних і хімічних впливів. Спори наземних рослин пасивно переносяться вітром, водою, живими істотами. Потрапляючи в сприятливі умови, спора розкриває оболонку і приступає до мітозу, утворюючи новий організм. Водорості і деякі гриби, що живуть у воді, розмножуються зооспорами, забезпеченими джгутиками для активного пересування.

Вегетативне розмноження. Цей вид безстатевого розмноження широко поширений у рослин. На відміну від спорообразования вегетативне розмноження здійснюється не особливими спеціалізованими клітинами, а практично будь-якими частинами вегетативних органів.

Багаторічні дикорослі трави розмножуються кореневищами (осот дає до 1 800 особин / м2 ґрунту), суниця – вусами, а виноград, смородина і слива – відводками. Картопля та жоржини використовують для розмноження бульби – видозмінені підземні ділянки втечі. Тюльпани і цибулю розмножуються цибулинами. У дерев і чагарників вкорінюються з утворенням нової рослини пагони – живці, а у бегонії роль живців здатні виконувати листя. Живцями розмножують смородину, сливу і троянди. На коренях дерев і чагарників утворюється поросль, яка потім перетворюється в самостійні рослини.

Шизогонія (<грец. Shizo поділяю). Одноклітинне тварина малярійний плазмодій (збудник малярії) розмножується за допомогою шізогоніі – множинного поділу. Спочатку в його клітці шляхом поділів формується велика кількість ядер, потім клітина розпадається на безліч дочірніх.

Статеве розмноження. У статевому розмноженні, на відміну від безстатевого, бере участь, як правило, пара особин. Статеві клітини (гамети) несуть гаплоїдниє набори хромосом. При заплідненні гамети (<грец. Gamete дружина, gametes муж) батьків зливаються і утворюють диплоїдну запліднену яйцеклітину (зиготу), яка дає початок новому організму.

Одна з гомологічних хромосом в зиготі і походять від неї соматичних клітинах – від «мами», а інша – від «папи». В результаті хромосоми батьківських особин об’єднуються, і в потомстві з’являються нові комбінації генів. Різноманітність генетичного матеріалу дозволяє потомству успішніше пристосовуватися до зовнішніх умов. У збільшенні різноманітності індивідуальної спадкової інформації полягає головна перевага статевого розмноження, його основне біологічне значення.

Для більшості організмів характерно перехресне запліднення. Широко поширене самооплодотворение тільки у рослин (шляхом самозапилення), проте у багатьох обох статей рослин є особливості, що виключають самооплодотворение. Тичинки і маточки обох статей квіток дозрівають не одночасно, тому відбувається саме перехресне запилення різних особин. Серед тварин самооплодотворение зустрічається тільки у гермафродитних форм (в однієї особини є чоловічі і жіночі статеві органи), наприклад, у ряду п’явок, черевоногих молюсків, деяких риб.

Розвиток статевих клітин. Формування статевих клітин (гаметогенез) відбувається в статевих залозах. Розвиток жіночих гамет (яйцеклітин) відбувається в яєчниках і носить назву овогенеза (<лат. Ovum яйце + genesis походження). Чоловічі гамети (сперматозоїди) формуються в сім’яниках в процесі сперматогенезу (<грец. Spermatos насіння). Гаметоге-нез відбувається послідовно в трьох зонах: розмноження, росту і дозрівання. Відповідно виділяють і три періоди розвитку гамет.

У початковий період розмноження майбутні статеві клітини мають диплоїдний набір хромосом і діляться допомогою мітозу. Особливо інтенсивно розмножуються чоловічі клітини ссавців. У чоловічих особин гамети утворюються практично все життя. Формування яйцеклітин ссавців відбувається тільки в ембріональний період, далі вони зберігаються в стані спокою.

Потрапляючи в зону росту, майбутні статеві клітини вже не діляться, а тільки ростуть. Попередники чоловічих гамет виростають не надто сильно, а яйцеклітини збільшують свої розміри в сотні й мільйони разів (діаметр яйцеклітини кисте-перой риби латимерии може досягати 9 см). Після того як клітини виростають до розмірів дорослих статевих клітин, вони потрапляють в зону дозрівання, в якій відбувається мейоз.

Дозрівання яйцеклітин і сперматозоїдів протікає в основному подібним чином, відмінності виникають тільки на останній стадії з наступних причин. Для успішного запліднення необхідно досить велика кількість сперматозоїдів. Тому всі чотири утворилися чоловічі клітини виявляються функціональними і життєздатними. Основним завданням яйцеклітини є не тільки запліднення, але й успішне дозрівання плоду. З цією метою процес розподілу відбувається неравноценно: весь жовток залишається в яйцеклітині, і вона виявляється єдиною життєздатною. Решта три клітки незабаром руйнуються допомогою апоптозу. Їх називають Направітельний, або полярними тільцями.

Зовнішні оболонки яйцеклітини надійно захищають ембріон, через них, особливо крізь шкаралупу пташиних яєць, бактерії і віруси не проникають, а повітря проходить.

Сперматозоїди значно менше яйцеклітин. У ссавців вони мають форму довгої нитки з головкою, шийкою і жгутиком. У голівці містяться хромосоми, а на її передній частині – апарат Гольджі з ферментами, що розчиняють оболонку яйцеклітини для проникнення ядра. Оболонка сперматозоїда залишається зовні. Центриоль приймає участь в формуванні веретена поділу зиготи сперматозоїда. Друга центриоль утворює джгутик, що дозволяє сперматозоїду інтенсивно пересуватися. Джерелом енергії для рухів жгутика служить як АТФ, синтезируемая мітохондріями, так і одержувана в процесі гліколізу. Чоловічі гамети не тільки вносять генетичну інформацію, але й ініціюють подальший розвиток заплідненої яйцеклітини.

Посилання на основну публікацію