Які клітки служать для статевого розмноження. Способи безстатевого та статевого розмноження організмів. Тварини мають два механізми запліднення: зовнішнє та внутрішнє

Розмноження- Властивість живих організмів відтворювати собі подібних. Існують два основні способу розмноження- Безстатеве і статеве.

Безстатеве розмноження здійснюється за участю лише однієї батьківської особини і відбувається без утворення гамет. Дочірнє покоління в одних видів виникає з однієї чи групи клітин материнського організму, в інших — у спеціалізованих органах. Розрізняють такі способи безстатевого розмноження: розподіл, брунькування, фрагментація, поліембріонія, споро-освіта, вегетативне розмноження.

Поділспосіб безстатевого розмноження, характерний для одноклітинних організмів, при якому материнська особина ділиться на дві або більше дочірніх клітин. Можна виділити: а) простий бінарний поділ (прокаріоти), б) мітотичний бінарний поділ (найпростіші, одноклітинні водорості), в) множинний поділ, або шизогонія (малярійний плазмодій, трипаносоми). Під час поділу парамеції (1) мікронуклеус ділиться мітозом, макронуклеус - амітозом. Під час шизогонії (2) спочатку багаторазово мітоз ділиться ядро, потім кожне з дочірніх ядер оточується цитоплазмою, і формуються кілька самостійних організмів.

Ниркування— спосіб безстатевого розмноження, у якому нові особини утворюються як виростів на тілі батьківської особини (3). Дочірні особини можуть відокремлюватися від материнської та переходити до самостійного способу життя (гідра, дріжджі), можуть залишитися прикріпленими до неї, утворюючи в цьому випадку колонії (коралові поліпи).

Фрагментація(4) — спосіб безстатевого розмноження, у якому нові особини утворюються із фрагментів (частин), куди розпадається материнська особина (кільчасті черв'яки, морські зірки, спірогіра, елодея). В основі фрагментації лежить здатність організмів до регенерації.

Поліембріонія— спосіб безстатевого розмноження, у якому нові особини утворюються із фрагментів (частин), куди розпадається ембріон (монозиготні близнюки).

Вегетативне розмноження- спосіб безстатевого розмноження, при якому нові особини утворюються або з частин вегетативного тіла материнської особини, або з особливих структур (кореневище, бульба та ін), спеціально призначених для цієї форми розмноження. Вегетативне розмноження характерне для багатьох груп рослин, що використовується в садівництві, городництві, селекції рослин (штучне вегетативне розмноження).

Спороутворення(6) - розмноження у вигляді спор. Спори- Спеціалізовані клітини, у більшості видів утворюються в спеціальних органах - спорангіях. У вищих рослин утворенню суперечка передує мейоз.

Клонування- Комплекс методів, що використовуються людиною для отримання генетично ідентичних копій клітин або особин. Клон- Сукупність клітин або особин, що походять від загального предка шляхом безстатевого розмноження. В основі отримання клону лежить мітоз (у бактерій - простий поділ).

Статеве розмноження здійснюється за участю двох батьківських особин (чоловічої та жіночої), у яких у особливих органах утворюються спеціалізовані клітини. гамети. Процес формування гамет називається гаметогенез, основним етапом гаметогенезу є мейоз. Дочірнє покоління розвивається з зиготи- Клітини, що утворилася в результаті злиття чоловічої та жіночої гамет. Процес злиття чоловічої та жіночої гамет називається заплідненням. Обов'язковим наслідком статевого розмноження є перекомбінація генетичного матеріалу дочірнього покоління.

Залежно від особливостей будови гамет, можна виділити такі форми статевого розмноження: ізогамію, гетерогамію та овогамію.

Ізогамія(1) - форма статевого розмноження, при якій гамети (умовно жіночі та умовно чоловічі) є рухливими і мають однакові морфологію та розміри.

Гетерогамія(2) - форма статевого розмноження, при якій жіночі та чоловічі гамети є рухливими, але жіночі - більші за чоловічі і менш рухливі.

Овогамія(3) - форма статевого розмноження, при якій жіночі гамети нерухомі і більші, ніж чоловічі гамети. У цьому випадку жіночі гамети називаються яйцеклітинами, чоловічі гамети, якщо мають джгутики, сперматозоїдами, якщо не мають, - сперміями.

Овогамія й у більшості видів тварин і рослин. Ізогамія та гетерогамія зустрічаються у деяких примітивних організмів (водорості). Крім перерахованих вище, у деяких водоростей і грибів є форми розмноження, при яких статеві клітини не утворюються: хологамія і кон'югація. При хологаміївідбувається злиття одне з одним одноклітинних гаплоїдних організмів, які у разі виступають у ролі гамет. Диплоїдна зигота, що утворилася, потім ділиться мейозом з утворенням чотирьох гаплоїдних організмів. При кон'югації(4) відбувається злиття вмісту окремих гаплоїдних клітин ниткоподібних таломів. По каналах, що спеціально утворюються, вміст однієї клітини перетікає в іншу, утворюється диплоїдна зигота, яка зазвичай після періоду спокою також ділиться мейозом.

Перейти до лекції №13"Способи поділу еукаріотичних клітин: мітоз, мейоз, амітоз"

Перейти до лекції №15«Статеве розмноження у покритонасінних рослин»

Запитання 1. Доведіть, що розмноження - одна з найважливіших властивостей живої природи.
Здатність до розмноження чи самовідтворення одна із обов'язкових і найважливіших властивостей живих організмів. Розмноження підтримує тривале існування виду, забезпечує наступність між батьками та його нащадками у багатьох поколінь. Воно призводить до збільшення чисельності особин виду та сприяє його розселенню.

Запитання 3. Що таке безстатеве розмноження? Який процес лежить у його основі?
Розрізняють два типи розмноження: безстатеве та статеве.
Безстатеве розмноження - це тип розмноження, що відбувається без утворення гамет. Для його здійснення необхідний лише один організм. Через війну безстатевого розмноження нова особина розвивається з однієї чи групи соматичних клітин материнського організму. В основі безстатевого розмноження лежить мітоз. При безстатевому розмноженні дочірній організм на генетичному рівні
Безстатеве - за рахунок мітотичного поділу, у рослин рідко за рахунок мейотичного поділу.
Статеве - за рахунок мейотичного поділу.

Запитання 4. Перерахуйте способи безстатевого розмноження; Наведіть приклади.

Безстатеве розмноження у одноклітинних.

Безстатеве розмноження у багатоклітинних організмів.

1. Вегетативне –засноване на здатності організмів відновлювати (регенерувати) відсутні частини. У рослин спостерігається різноманітність цієї форми розмноження: воно відбувається шляхом утворення нових нирок на стеблах, коренях, листі, з яких виростають нові рослини. Вони можуть бути самостійно, без зв'язку з материнським організмом. Наприклад, у багатоклітинних водоростей, грибів, лишайників розмноження здійснюється уривками ниток, гіф, уламками слані. Покритонасінні можуть розмножуватися: частинами стебла (кактуси, елодея), листом (фіалка, бегонія, лілія), корінням (малина, аґрус, кульбаба), видозміненими пагонами: бульбами (картопля), цибулинами (цибуля, часник, тюльпан, (пирій, хвощ, іван-чай), вусами (суниця) і т.д. У тварин через високу спеціалізацію клітин організму вегетативне розмноження зустрічається рідше. Віїнні та кільчасті черв'яка діляться перетяжками на кілька частин, у кожній з них відновлюються відсутні органи і, таким чином виникає відразу кілька особин. У кишковопорожнинних – поліпи починають швидко рости, формуються поперечні перетяжки, в результаті яких утворюються дочірні особини, і такий спосіб називається стробіляцією. У цей момент поліп нагадує стос тарілок. Особи, що утворилися – медузи відриваються і починають самостійне життя. У деяких видів ссавців (броненосець) і комах (оси-наїзники) зустрічається вегетативне розмноження зародків, коли на ранніх стадіях ембріонального розвитку зародковий диск дає початок кільком особинам (від 4 до 8). Подібне можна спостерігати у людини, коли поділяються бластомери з яких розвиватимуться монозиготні близнюки, (таке збільшення кількості особин називається поліембріонія.)
2. Брукуванняхарактерно для кишковопорожнинних (гідра). У нирку (випинання) входять клітини екто- та ентодерми. Нирка збільшується, на ній формуються щупальці, і ця нирка відокремлюється від материнської особини.
3. Розмноження фрагментами - (фрагментація) відбувається при поділі особини на дві або більше частин, кожна з яких росте і утворює нову особину. З фрагментацією пов'язана регенерація, тобто. здатність відновлювати цілісний організм Фрагментація описана для плоских хробаків, немертин та морських зірок.
4. Спороутвореннязустрічається у грибів, водоростей, мохів, плаунів, хвощів і папоротей. Суперечки утворюються шляхом мейозу у звичайних вегетативних клітинах материнського організму чи спеціальних органах – спорангіях і є мікроскопічні одноклітинні освіти.
За будь-якої форми безстатевого розмноження – частинами тіла чи спорами – спостерігається збільшення чисельності особин даного виду без підвищення їх генетичного розмаїття: все особини є точною копією материнського організму. Сукупність особин, що походять від одного предка шляхом безстатевого розмноження називають - клонами (грец. clon - Гілка, син).

Питання 5. Чи можлива поява генетично різнорідного потомства при безстатевому розмноженні?
При безстатевому розмноженні відбувається точне копіювання генетичного матеріалу материнської особини, і дочірні організми ідентичні материнському. Поява генетично різнорідного потомства при безстатевому розмноженні неможлива. Розробленим у лабораторії способом безстатевого розмноження є клонування.
Клонування дає можливість працювати з окремими клітинами чи невеликими зародками. Наприклад, при розведенні великої рогатої худоби зародок теляти на стадії недиференційованих клітин поділяють на фрагменти і поміщають їх у сурогатних матерів. У результаті розвиваються кілька ідентичних телят із необхідними ознаками та властивостями.
За потреби можна використовувати і клонування рослин. У цьому випадку селекція відбувається в клітинній культурі (на штучно культивованих ізольованих клітинах). І лише потім із клітин, що володіють необхідними властивостями, вирощують повноцінні рослини.
Найбільш відомий приклад клонування - пересадка ядра соматичної клітини в яйцеклітину, що розвивається. Ця технологія в майбутньому дозволить створити генетичного двійника будь-якого організму (або, що більш актуально, його тканин та органів).

Запитання 6. Чим статеве розмноження відрізняється від безстатевого? Сформулюйте визначення статевого розмноження.
У статевому розмноженні беруть участь спеціалізовані статеві клітини, що несуть гаплоїдний набір хромосом. Найчастіше нове покоління виникає внаслідок злиття двох гамет різних організмів. Тому, на відміну від безстатевого розмноження, при статевому розмноженні дочірня особина отримує спадкову інформацію від обох батьків (50% від матері та 50% від батька) і має власну комбінацію генетичного матеріалу. У багатьох видів, для яких характерне статеве розмноження, існують чоловічі та жіночі особини, що формують різні за розміром та властивостями гамети: великі нерухомі яйцеклітини та дрібні рухливі сперматозоїди. Такі види називають роздільностатевими.
Загалом можна сказати, що статеве розмноження – це процес утворення диплоїдного дочірнього організму, який відбувається за участю статевих клітин, що несуть гаплоїдний набір хромосом.

Питання 7. Подумайте, яке значення для еволюції життя Землі мала поява статевого розмноження.
Статеве розмноження має дуже великі еволюційні переваги порівняно з безстатевим. Це пов'язано з тим, що генотип нащадків виникає шляхом комбінації генів, що належать обом батькам. Внаслідок цього підвищуються можливості організмів у пристосуванні до умов навколишнього середовища. Статевий процес полягає у злитті двох клітин – гамет. Формуванню гамет передує особлива форма поділу – мейоз, що призводить до зменшення кількості хромосом удвічі.

Щосекунди на Землі гинуть десятки тисяч організмів. Одні від старості, інші через хвороби, третіх з'їдають хижаки... Ми зриваємо в саду квітку, наступаємо випадково на мурашки, вбиваємо того, хто вкусив! нас комара і ловимо на озері щуку. Кожен організм смертний, тому будь-який вид повинен дбати про те, щоб його чисельність не зменшувалася. Смертність одних особин компенсується народженням інших.

Здатність до розмноження є однією з основних властивостей живої матерії. Розмноження,т. е. відтворення собі подібних, забезпечує безперервність і наступність життя. У процесі розмноження відбувається точне відтворення та передача генетичної інформації від батьківського покоління наступному, дочірньому, що забезпечує існування виду протягом тривалого часу, незважаючи на загибель окремих особин. В основі розмноження лежить здатність клітини до поділу, а передача генетичної інформації забезпечує матеріальну наступність поколінь будь-якого виду. Для того, щоб особина змогла відтворювати собі подібних, тобто стати здатною до розмноження, вона повинна зрости і досягти певної стадії розвитку. Не всі організми доживають до репродуктивного періоду і не всі залишають потомство, тому щоб підтримати існування виду, кожне покоління має виробляти нащадків більше, ніж було батьків. Властивості живих організмів - зростання, розвиток та розмноження - нерозривно пов'язані один з одним.

Усі види організмів здатні до розмноження. Навіть віруси – неклітинна форма життя – нехай не самостійно, але теж розмножуються у клітинах організму-господаря. У процесі еволюції у природі виникло кілька способів розмноження, кожен із яких має переваги і недоліки. Всі різноманітні форми розмноження можна об'єднати у два основні типи - безстатеве і статеве.

■ Безстатеве розмноження. Цей тип розмноження відбувається без утворення спеціалізованих статевих клітин (гамет), і для його здійснення необхідний лише один організм. Нова особина розвивається з однієї або кількох соматичних (нестатевих) клітин материнського організму і є його абсолютною копією. Генетично однорідне потомство, що походить від однієї батьківської особини, називають клоном.

Безстатеве розмноження є найбільш давньою формою розмноження, тому особливо широко воно поширене в одноклітинних організмів, але зустрічається і серед багатоклітинних.

Існує кілька способів безстатевого розмноження.

Розподіл.Прокаріотичні організми (бактерії та синьо-зелені водорості) розмножуються шляхом простого поділу, якому передує подвоєння єдиної кільцевої молекули ДНК.

Мітотичним розподілом на дві та більше клітин розмножуються найпростіші (амеби, інфузорії, джгутикові) та одноклітинні зелені водорості.

У деяких найпростіших (малярійний плазмодій) зустрічається особливий спосіб безстатевого розмноження, так звана шизогонія. Ядро материнської особини ділиться кілька разів поспіль без поділу цитоплазми, а потім багатоядерна клітина, що утворилася, розпадається на безліч одноядерних клітин.

Спороутворення.Цей спосіб розмноження характерний в основному (для грибів і рослин. Спеціалізовані клітини - суперечки - можуть утворюватися в спеціальних органах - спорангіях (як це відбувається у рослин) або відкрито, на поверхні організму (як, наприклад, у деяких цвілевих грибів).

Спори продукуються у величезній кількості і мають дуже малу вагу, що полегшує їх поширення вітром, а також тваринами, в основному комахами.

В одній зернівці пшениці, ураженій твердою сажкою, утворюється від 8 до 20 млн спор, а в усьому колосі - до 200 млн. У деяких видів грибів кількість спор, що продукуються на добу, досягає 30 млрд! Втрати суперечки дуже великі, лише мізерна частина їх потрапляє у сприятливі для проростання умови. Проте ті суперечки, яким «не пощастило», можуть довго чекати свого часу. Так, наприклад, суперечки сажкових грибів зберігають життєздатність протягом 25 років.

Вегетативне розмноження.Спосіб безстатевого розмноження, при якому дочірній організм розвивається із групи батьківських клітин, називають вегетативним розмноженням.

Широко поширене таке розмноження рослин. У природних умовах воно, як правило, відбувається за допомогою спеціалізованих частин тіла рослини.Цибулина тюльпана, бульбоцибулина гладіолуса, що росте горизонтально підземне стебло (кореневище) ірису, повзуче, стебло, що стелиться по поверхні грунту, ожини, вуса суниці, бульби картоплі і кореневі бульби жоржини - все це органи вегетативного розмноження рослин.

Особливо часто зустрічаються різні форми вегетативного розмноження серед рослин, що мешкають у суворих кліматичних умовах – у полярних, високогірних та степових районах. Несподівані заморозки влітку здатні занапастити квіти або незрілі плоди тундрових рослин. Вегетативне розмноження дозволяє їм не залежати від таких несподіванок. Деякі ломикамені і горець живородячий здатні утворювати виводкові нирки, які поширюються подібно до насіння, мятлики утворюють у суцвіттях на місці квіток маленькі дочірні рослинки, здатні опадати і укорінюватися, а сердечник луговий розмножується виключно видозміненими часточками перисторозсіченого листя.

Вегетативне розмноження у тварин здійснюється двома основними способами: фрагментацією та брунькуванням.

Фрагментація- це поділ тіла на дві та більше частин, кожна з яких дає початок нової повноцінної особини. Цей процес ґрунтується на здатності до регенерації. Таким способом можуть розмножуватися кільчасті та плоскі черв'яки, голкошкірі та кишковопорожнинні.

Фрагментація зустрічається й у рослинному царстві. Зелена водорість спірогіра розмножується уривками своїх ниток, а нижчі мохи – шматками слані.

Ниркування- це утворення на тілі материнської особи групи клітин - нирки, з якої розвивається нова особина. Протягом деякого часу дочірня особина розвивається як частина материнського організму, а потім або відокремлюється від нього і переходить до самостійного існування (прісноводний поліп гідра), або, продовжуючи рости, утворює власні бруньки, утворюючи колонію (коралові поліпи). Зустрічається брунькування і в одноклітинних організмів - дріжджових грибів та деяких інфузорій.

■Статеве розмноження. Статеве розмноження - це процес утворення дочірнього організму за участю статевих клітин. гамет. Найчастіше нове покоління виникає внаслідок злиття двох спеціалізованих статевих клітин різних організмів. Гамети, що дають початок дочірньому організму, мають половинний (гаплоїдний) набір хромосом даного виду у тварин і утворюються в результаті особливого процесу. мейоза(§ 3.6). Як правило, гамети бувають двох типів – чоловічі та жіночі, і формуються вони у спеціальних органах – статевих залозах.

Новий організм, що виникає в результаті злиття гамет, отримує спадкову інформацію від обох батьків: 50% матері та 50% батька. Будучи схожим на них, він, проте, має власну унікальну комбінацію генетичного матеріалу, яка може виявитися дуже вдалою для виживання в умовах навколишнього середовища.

Види, які мають і чоловічі, і жіночі особини, називають роздільностатевими, до них належать більшість тварин.

Види, у яких та сама особина здатна формувати і чоловічі, і жіночі гамети, називають двостатевимиабо гермафродитними.До таких організмів відносяться більшість покритонасінних рослин, багато кишковопорожнинних, плоских черв'яків і багато кільчастих (малощетинкових і п'явок), деякі ракоподібні і молюски і навіть окремі види риб і плазунів. Гермафродитизм має на увазі можливість самозапліднення, що буває дуже важливо для організмів, що ведуть одиночний спосіб життя (наприклад, свинячий ціп'як в організмі людини). Щоправда, слід зазначити, що, за можливості, гермафродити воліють обмінюватися статевими клітинами друг з одним, здійснюючи перехресне запліднення.

У більшості видів покритонасінних рослин у квітці знаходяться і тичинки, в пилку яких утворюються чоловічі статеві клітини - спермії, і маточки, що містять яйцеклітини.

Однак приблизно у чверті видів чоловічі (тичинкові) та жіночі (пестичні) квітки розвиваються незалежно, тобто формуються одностатеві квітки. Прикладами одностатевих рослин, у яких чоловічі та жіночі квітки утворюються на різних особинах, можуть бути обліпиха, верба, тополя. Такі рослини називають дводольними. У деяких рослин, наприклад, у дуба, берези, ліщини, і чоловічі, і жіночі квітки розвиваються на одній особині (однодомні рослини).

Роздільна порожнина, що виникла в процесі еволюції, мала явні переваги. З'явилася можливість об'єднувати генетичну інформацію різних особин, формуючи нові поєднання і збільшуючи генетичну різноманітність виду, що сприяло його пристосуванню в умовах, що змінюються. Крім того, це дозволило розподілити функції між особами різної статі. У більшості організмів з'явився статевий диморфізм- Зовнішні відмінності між чоловічими та жіночими особинами.

■ Значення безстатевого та статевого розмноження. Як безстатеве, так і статеве розмноження має ряд переваг. При статевому розмноженні часто доводиться витрачати час і енергію на пошуки партнера або втрачати величезну кількість гамет, як відбувається при перехресному заплідненні у рослин (скільки даремно пилку пропадає!). При безстатевому розмноженні продовження роду відбувається простіше і чисельність особин збільшується набагато швидше, але всі дочірні особини однакові є копією материнського організму. Це може бути перевагою, якщо вид мешкає у постійних умовах середовища. Але для багатьох видів, чия довкілля мінлива і непостійна, безстатеве розмноження не забезпечить виживання. Амеба розмножується лише безстатевим шляхом, а, наприклад, ссавці лише статевим, і кожного «влаштовує» його форма розмноження. Те, що добре в одних умовах, може виявитися невідповідним в іншій ситуації, тому у багатьох видів існує чергування різних форм розмноження, що дозволяє оптимально вирішувати завдання відтворення собі подібних в різних умовах проживання.

Запитання для самоконтролю

1. Доведіть, що розмноження - одна з найважливіших властивостей живої природи.

2. Які основні типи розмноження вам відомі?

3.Що таке безстатеве розмноження? Який процес лежить у його основі?

4. Перерахуйте способи безстатевого розмноження; Наведіть приклади.

5. Чи можлива поява генетично різнорідного потомства при безстатевому розмноженні?

6.Чим статеве розмноження відрізняється від безстатевого? Сформулюйте визначення статевого розмноження.

7.Подумайте, яке значення для еволюції життя Землі мало поява статевого розмноження.

Розмноження, при якому від частини материнського організму відокремлюється одна або кілька клітин, називається безстатевим. При цьому для появи нащадків достатньо однієї батьківської особини.

Види безстатевого розмноження

У природі є кілька варіантів, як живі організми можуть відтворювати собі подібних. Способи безстатевого розмноження досить різноманітні. Всі вони полягають у тому, що клітини починаються ділитися та відтворювати дочірні особини. У одноклітинних найпростіших весь організм поділяється на частини. У багатоклітинних розмноження починається з поділу однієї або кількох клітин одночасно.

Для рослин, грибів та деяких видів тварин характерне безстатеве розмноження. Способи розмноження можуть бути такими: розподіл, спороутворення. Окремо відзначають форми появи потомства, у яких воно утворюється із групи клітин материнської особини. Їх називають вегетативним розмноженням. Окремо виділяють брунькування, фрагментацію. Це найпоширеніші способи безстатевого розмноження. Таблиця дозволяє зрозуміти, чим вони відрізняються.

Особливості найпростішого розмноження

У всіх організмів, які здатні отримувати потомство шляхом поділу, кільцева хромосома попередньо подвоюється. Ядро поділяється на дві частини. З батьківської клітини утворюються дві дочірні. У кожному їх міститься ідентичний генетичний матеріал. Між двома дочірніми клітинами, що утворилися, з'являється перетяжка, по якій батьківська особина поділяється на дві клітини. Це найпростіше безстатеве розмноження.

Способи розмноження можуть бути іншими. Але евглени зелені, хламідомонади, амеби, інфузорії використовують саме поділ. Отримане потомство нічим не відрізняється від батьківських особин. У нього такий набір хромосом. Цей метод розмноження дозволяє за короткий термін отримати велику кількість однакових організмів.

Спороутворення

Деякі гриби та рослини розмножуються за допомогою спеціальних гаплоїдних клітин. Вони називаються суперечками. У багатьох грибів та дані клітини утворюються в процесі мітозу. А у вищих рослинних організмів їхньому утворенню передує мейоз. Особливістю даного процесу є те, що в спорах таких рослин міститься гаплоїдний набір хромосом. Вони можуть дати початок новому поколінню, яке відрізняється від материнського. Воно зможе розмножуватися вже статевим шляхом. При цьому не варто забувати за їхню унікальну особливість. Способи статевого та безстатевого розмноження у таких рослин чергуються.

У більшості грибів та рослин утворені суперечки – це клітини, які захищені спеціальними оболонками. Вони можуть певний час зберігатись у несприятливих умовах. При зміні оболонки розкриваються, а клітина починає активно ділитися шляхом новий організм.

Вегетативне самовідтворення

Більшість вищих рослин використовує інші методи безстатевого розмноження. Таблиця дозволяє розібратися, які види вегетативної репродукції.

При вегетативному розмноженні рослин можуть утворюватися спеціальні структури. Наприклад, картопля та жоржини створюють потомство бульбами. Так називаються кореневі чи стеблові потовщення. Здута основа стебла, з якого утворюється потомство, називається бульбоцибулею.

Кореневищами розмножуються такі рослини, як айстра та валеріана. Також називають горизонтально зростаючі підземні стебла, з яких з'являються бруньки та листя.

Утворює потомство з допомогою вусів. Вони відростають досить швидко, з них з'являються нове листя та нирки. Всі ці методи безстатевого розмноження організмів називаються вегетативними. До них також відносять репродукцію за допомогою живців стебел, коріння, частини слані.

Фрагментація

Цей вид репродукції характеризується тим, що з поділі материнського організму кілька частин, з кожного їх утворюється нова особина. Деякі кільчасті та плоскі черв'яки, голкошкірі (морські зірки) використовують таке безстатеве розмноження. Способи розмноження шляхом фрагментації ґрунтуються на тому, що деякі організми можуть відновлюватись шляхом регенерації.

Наприклад, якщо від морської зірки відірвати промінь, з нього сформується нова особина. Це ж станеться і з дощовим черв'яком, розділеним кілька частин. Гідра, до речі, може відновлюватись із 1/200 частини, відокремленої від її організму. Зазвичай, таке відтворення спостерігається при пошкодженнях. Мимовільна фрагментація спостерігається у цвілевих грибів та деяких морських черв'яків.

Ниркування

Способи безстатевого розмноження дозволяють відтворювати точні копії батьківських організмів. У ряді випадків дочірні особини формуються із спеціальних клітин – нирок. Такий спосіб самовідтворення характерний для деяких грибів, тварин (губок, найпростіших, кишковопорожнинних, ряду черв'яків, криложаберних особин, оболонників), печінкових мохів.

Для кишковопорожнинних, наприклад, характерне таке безстатеве розмноження. Способи розмноження їх досить цікаві. На тілі материнської особини з'являється виріст, що збільшується. Як тільки він досягає розмірів дорослої особини, відбувається його відділення.

Підручник відповідає базовому рівню Федерального компонента державного стандарту загальної освіти з біології та рекомендований Міністерством освіти та науки РФ.

Підручник адресований учням 10-11 класів та завершує лінію Н. І. Соніна. Проте особливості викладу матеріалу дозволяють використовувати його завершальному етапі вивчення біології після підручників всіх існуючих ліній.

Книга:

Згадайте!

Які два основні типи розмноження існують у природі?

Що таке вегетативне розмноження?

Який набір хромосом називають гаплоїдним? Диплоїдним?

Щосекунди на Землі гинуть десятки тисяч організмів. Одні від старості, інші через хвороби, третіх з'їдають хижаки... Ми зриваємо в саду квітку, наступаємо випадково на мурахи, вбиваємо комара, що нас укусив, і ловимо на озері щуку. Кожен організм смертний, тому будь-який вид повинен дбати про те, щоб його чисельність не зменшувалася. Смертність одних особин компенсується народженням інших.

Здатність до розмноження одна із основних властивостей живої матерії. Розмноження,т. е. відтворення собі подібних, забезпечує безперервність і наступність життя. У процесі розмноження відбувається точне відтворення та передача генетичної інформації від батьківського покоління наступному, дочірньому, що забезпечує існування виду протягом тривалого часу, незважаючи на загибель окремих особин. В основі розмноження лежить здатність клітини до поділу, а передача генетичної інформації забезпечує матеріальну наступність поколінь будь-якого виду. Для того, щоб особина змогла відтворювати собі подібних, тобто стати здатною до розмноження, вона повинна зрости і досягти певної стадії розвитку. Не всі організми доживають до репродуктивного періоду і не всі залишають потомство, тому щоб підтримати існування виду, кожне покоління має виробляти нащадків більше, ніж було батьків. Властивості живих організмів – зростання, розвиток та розмноження – нерозривно пов'язані один з одним.

Усі види організмів здатні до розмноження. Навіть віруси – неклітинна форма життя – нехай не самостійно, але також розмножуються у клітинах організму-господаря. У процесі еволюції у природі виникло кілька способів розмноження, кожен із яких має переваги і недоліки. Всі різноманітні форми розмноження можна поєднати у два основних типи – безстатевеі статеве.

Безстатеве розмноження.Цей тип розмноження відбувається без утворення спеціалізованих статевих клітин (гамет), і його здійснення необхідний лише одне організм. Нова особина розвивається з однієї або кількох соматичних (нестатевих) клітин материнського організму та є його абсолютною копією. Генетично однорідне потомство, що походить від однієї батьківської особини, називають клоном.

Рис. 54. Розподіл амеби

Безстатеве розмноження є найбільш давньою формою розмноження, тому особливо широко воно поширене в одноклітинних організмів, але зустрічається і серед багатоклітинних.

Існує кілька способів безстатевого розмноження.

Розподіл. Прокаріотичні організми (бактерії та синьо-зелені водорості) розмножуються шляхом простого поділу, якому передує подвоєння єдиної кільцевої молекули ДНК.

Мітотичним розподілом на дві та більше клітин розмножуються найпростіші (амеби, інфузорії, джгутикові) (рис. 54) та одноклітинні зелені водорості.

У деяких найпростіших (малярійний плазмодій) зустрічається особливий спосіб безстатевого розмноження, так звана шизогонія.Ядро материнської особини ділиться кілька разів поспіль без поділу цитоплазми, а потім багатоядерна клітина, що утворилася, розпадається на безліч одноядерних клітин.

Спороутворення. Цей спосіб розмноження характерний переважно грибів і рослин. Спеціалізовані клітини - суперечки - можуть утворюватися в спеціальних органах - спорангіях (як це відбувається у рослин) або відкрито, на поверхні організму (як, наприклад, у деяких цвілевих грибів).

Спори продукуються у величезній кількості і мають дуже малу вагу, що полегшує їх поширення вітром, а також тваринами, в основному комахами. В одній зернівці пшениці, ураженої твердою сажкою, утворюється від 8 до 20 млн спор, а у всьому колосі – до 200 млн. У деяких видів грибів кількість спор, що продукуються на добу, сягає 30 млрд! Втрати суперечки дуже великі, лише мізерна частина їх потрапляє у сприятливі для проростання умови. Проте ті суперечки, яким «не пощастило», можуть довго чекати свого часу. Так, наприклад, суперечки сажкових грибів зберігають життєздатність протягом 25 років.

Вегетативне розмноження. Спосіб безстатевого розмноження, при якому дочірній організм розвивається із групи батьківських клітин, називають вегетативним розмноженням.

Широко поширене таке розмноження рослин. У природних умовах воно, як правило, відбувається за допомогою спеціалізованих частин тіла рослини.Цибулина тюльпана, бульбоцибулина гладіолуса, що росте горизонтально підземне стебло (кореневище) ірису, повзуче, стебло ожини, що вусі суниці, бульби картоплі і кореневі бульби жоржини – все це органи вегетативного розмноження рослин.

Особливо часто зустрічаються різні форми вегетативного розмноження серед рослин, що мешкають у суворих кліматичних умовах. Несподівані заморозки влітку здатні занапастити квіти або незрілі плоди тундрових рослин. Вегетативне розмноження дозволяє їм не залежати від таких несподіванок. Деякі ломикамені здатні утворювати виводкові нирки, які поширюються подібно до насіння, мятліки утворюють на місці квіток маленькі дочірні рослинки, здатні опадати і укорінюватися, а сердечник лучний розмножується виключно видозміненими часточками листя.

Вегетативне розмноження у тварин здійснюється двома основними способами: фрагментацією та брунькуванням.

Фрагментація– це поділ тіла на дві та більше частин, кожна з яких дає початок нової повноцінної особини. Цей процес ґрунтується на здатності до регенерації. Таким способом можуть розмножуватися кільчасті та плоскі черв'яки, голкошкірі та кишковопорожнинні.

Фрагментація зустрічається й у рослинному царстві. Зелена водорість спірогіра розмножується уривками своїх ниток, а нижчі мохи – шматками слані.

Ниркування- Це освіта на тілі материнської особи групи клітин - нирки, з якої розвивається нова особина. Протягом деякого часу дочірня особина розвивається як частина материнського організму, а потім або відокремлюється від нього і переходить до самостійного існування (прісноводний поліп гідра), або, продовжуючи рости, утворює власні бруньки, утворюючи колонію (коралові поліпи). Зустрічається брунькування і в одноклітинних – дріжджових грибів (рис. 55).

Рис. 55. Брукування дріжджових грибів

Статеве розмноження.Статеве розмноження – це процес утворення дочірнього організму за участю статевих клітин. гамет.Найчастіше нове покоління виникає внаслідок злиття двох спеціалізованих статевих клітин різних організмів. Гамети, що дають початок дочірньому організму, мають половинний (гаплоїдний) набір хромосом даного виду та утворюються внаслідок особливого процесу – мейоза(§). Як правило, гамети бувають двох типів – чоловічі та жіночі, і формуються вони у спеціальних органах – статевих залозах.

Новий організм, що виникає в результаті злиття гамет, отримує спадкову інформацію від обох батьків: 50% матері та 50% батька. Будучи схожим на них, він, проте, має власну унікальну комбінацію генетичного матеріалу, яка може виявитися дуже вдалою для виживання в умовах навколишнього середовища.

Види, які мають і чоловічі, і жіночі особини, називають роздільностатеві;до них належать більшість тварин. Види, у яких та сама особина здатна формувати і чоловічі, і жіночі гамети, називають двостатевимиабо гермафродитними.До таких організмів відноситься більшість покритонасінних рослин, кишковопорожнинні, плоскі і багато кільчасті черв'яки, деякі ракоподібні і молюски і навіть окремі види риб і плазунів. Гермафродитизм має на увазі можливість самозапліднення, що буває дуже важливо для організмів, що ведуть одиночний спосіб життя (наприклад, свинячий ціп'як в організмі людини). Щоправда, слід зазначити, що, за можливості, гермафродити воліють обмінюватися статевими клітинами друг з одним, здійснюючи перехресне запліднення.

Рис. 56. Статевий диморфізм

У більшості видів покритонасінних рослин у квітці знаходяться і тичинки, що утворюють чоловічі статеві клітини - спермін, і маточки, що містять яйцеклітини.

Однак приблизно у чверті видів чоловічі (тичинкові) та жіночі (пестичні) квітки розвиваються незалежно, тобто формуються одностатеві квітки. Прикладами одностатевих рослин, у яких чоловічі та жіночі квітки утворюються на різних особинах, можуть бути обліпиха, верба, тополя. У деяких рослин, наприклад, у дуба, берези, ліщини, і чоловічі, і жіночі квітки розвиваються на одній особині.

Роздільна порожнина, що виникла в процесі еволюції, мала явні переваги. З'явилася можливість об'єднувати генетичну інформацію різних особин, формуючи нові поєднання і збільшуючи генетичну різноманітність виду, що сприяло його пристосуванню в умовах, що змінюються. Крім того, це дозволило розподілити функції між особами різної статі. У більшості організмів з'явився статевий диморфізм- Зовнішні відмінності між чоловічими і жіночими особинами (рис. 56).

Значення безстатевого та статевого розмноження.Як безстатеве, так і статеве розмноження має ряд переваг. При статевому розмноженні часто доводиться витрачати час і енергію на пошуки партнера або втрачати величезну кількість гамет, як відбувається при перехресному заплідненні у рослин (скільки даремно пилку пропадає!). При безстатевому розмноженні продовження роду відбувається простіше і чисельність особин збільшується набагато швидше, але всі дочірні особини однакові є копією материнського організму. Це може бути перевагою, якщо вид мешкає у постійних умовах середовища. Але для багатьох видів, чия довкілля мінлива і непостійна, безстатеве розмноження не забезпечить виживання. Амеба розмножується лише безстатевим шляхом, а, наприклад, ссавці лише статевим, і кожного «влаштовує» його форма розмноження. Те, що добре в одних умовах, може виявитися невідповідним в іншій ситуації, тому у багатьох видів існує чергування різних форм розмноження, що дозволяє оптимально вирішувати завдання відтворення собі подібних в різних умовах проживання.

Питання для повторення та завдання

1. Доведіть, що розмноження – одна з найважливіших властивостей живої природи.

2. Які основні типи розмноження вам відомі?

3. Що таке безстатеве розмноження? Який процес лежить у його основі?

4. Перерахуйте способи безстатевого розмноження; Наведіть приклади.

5. Чи можлива поява генетично різнорідного потомства при безстатевому розмноженні?

6. Чим статеве розмноження відрізняється від безстатевого? Сформулюйте визначення статевого розмноження.

7. Подумайте, яке значення для еволюції життя Землі мала поява статевого розмноження.