Официальный сайт клуба ПАРУСНИК - Лекция 21
Главная | Форум | Мой профиль | Регистрация | Выход | Вход Вы вошли как Гость | Группа "Гости"Приветствую Вас Гость | RSS
Кот Бублик
Меню сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Пользователи посетившие наш сайт:
Форма входа
Погода
Опрос посетителей
Чего не хватает на сайте
Всего ответов: 67

Лекція 21. Форми розмноження живих організмів.

Розмно́ження (відтворення, репродукція) — біологічний процес, за допомогою якого утворюються нові організми, відтворення собі подібних. Розмноження — фундаментальна особливість всіх відомих життєвих форм, кожен індивідуальний організм існує в результаті розмноження. Відомі способи розмноження поділяються на два головні типи: статеве ібезстатеве (нестатеве).

При безстатевому розмноженні новий індивідуум утворюється за допомогою спор чи спеціальних клітин, без участі гамет. Поділ бактеріальних клітин на дві дочірні клітини — приклад безстатевого розмноження. Безстатеве копіювання не обмежується, проте, одноклітинними організмами. Більшість рослин, деякі тварини і деякі інші багатоклітинні організми також мають здатність до безстатевого розмноження.

Статеве розмноження вимагає залучення двох індивідуумів, зазвичай різних статей. Розмноження людини — загальний приклад статевого розмноження.

Безстатеве розмноження — біологічний процес, у якому організм створює генетично подібну або ідентичну копію себе без вкладення генетичного матеріалу іншого індивідуума. Бактерії та археї діляться безстатево бінарним поділом (який, проте, може бути асиметричним),віруси використовують клітини інших організмів для отримання нових вірусів, проте зазвичай не вкладають у нові віруси генетичний матеріал клітин-хазяїв, багато безхребетних тварин (наприклад, гідри) та дріжджів зазвичай розмножуються брунькуваннямміцеліальні гриби розмножуються за допомогою росту міцелію.

Ці організми не мають різних статей і здібні до «розщеплення» себе на два або більше індивідууми. Деякі безстатеві види, подібно до гідри, можуть також розмножуватися статевим шляхом. Бактерії також інколи можуть обмінюватися генетичною інформацією за допомогою горизонтального переносу генів, а дріжджі — спаровуватися за допомогою примітивного статевого процесу.

Наявність статі не обов'язково заважає безстатевому розмноженню. Наприклад, більшість рослин здатні до вегетативного розмноженнябез насіння або спор, хоча також можуть розмножуватись статево.

Інші шляхи безстатевого розмноження включають партеногенезфрагментацію і утворення спор, де залучається тільки мітоз.Партеногенез (від грец. παρθένος — «діва», «незаймана» + γένεσις «походження», «утворення») — утворення і розвиток ембріону абонасіння без запліднення самцем (іншим організмом). Партеногенез природно відбувається в деяких видів, зокрема в нижчих рослин, безхребетних (наприклад, у водних блохтлі, деяких бджіл і паразитичних ос) і хребетних (наприклад, у деяких плазунів[1]риб, зокрема вакул[2], та, дуже рідко, у птахів[3]) тваринах. Цей же термін іноді також використовується для опису розмноження в гермафродитнихвидах, здатних до самозапліднення.

Статеве розмноження є типом розмноження, при якому організми утворюють нащадків, що мають комбінацію генетичного матеріалу від більш ніж одного (зазвичай двох) різних представників виду. Кожен з двох організмів-батьків надає приблизно половину генетичної інформації нащадкові, продукуючи гаплоїдні гамети. Більшість організмів формують два різні типи гамет. У анізогамних видів гамети різні, у такому випадку розрізняють дві статі — самця (виробляє сперму або мікроспори) і самку (виробляє яйцеклітини або мегаспори). Крайній випадок анізогамії, коли гамети дуже різні, називається оогамією. У ізогамних видів гамети подібні або ідентичні за формою, хоча можуть мати різні окремі властивості і тому мати різні назви. Наприклад, в зеленої водорості Chlamydomonas reinhardtii є так звані «плюс» і «мінус» гамети. Кілька видів організмів, наприклад, ворсинчасті, мають більш ніж два види гамет.

Більшість тварин (зокрема людина) і рослин зазвичай розмножуються статевим шляхом. Статеві організми мають два набори генів для кожної ознаки (так звані алелі). Нащадки успадковують одну алель для кожної ознаки від кожного з батьків, таким чином, нащадки гарантовано мають комбінацію генів батьків. Наявність двох екземплярів кожного гена часто дозволяє організму гарантувати наявність життєздатного організму, навіть якщо один з генів пошкоджений.

Проте, спаровування не обов'язково залучає двох особин, для багатьох організмів можливе і самозапліднення. Для опису першого випадку використовується термін алогамія — запліднення яйця від одного індивідуума сперматозоїдом іншого. Протилежний випадок, аутогамія або самозапліднення, зустрічається у гермафродитних організмах, де зливаються дві гамети одного й того ж організму. Хоча у аутогамії і залучається статевий апарат, нащадок отримує гени лише від однієї батьківської особини, тобто є прикладом безстатевого розмноження.

Розмноження у водоростей може відбуватися нестатевим або статевим шляхом. При нестатевому розмноженні дочірні особини успадковують геном, ідентичний до геному материнського організму, за винятком випадків, коли мають місце генні або хромосомні мутації. При статевому розмноженні геноми дочірніх організмів відрізняються від батьківських, оскільки утворенню дочірнього покоління зазвичай передують процеси обміну генетичною інформацією між різними особинами внаслідок кросинговеру, що відбувається після статевого процесу.

Статевий процес та пов'язані з ним кросинговер і мейоз обумовлюють рекомбінантну мінливість і сприяють зростанню рівня генетичної гетерогенності популяцій. Рівень рекомбінантної мінливості може зростати також внаслідок обміну частинами геномів при парасексуальних процесах (наприклад, під час кон'югації), проте парасексуальні процеси безпосередньо не пов' язані з відтворенням дочірніх особин і тому до способів розмноження не відносяться.

Рис. Будова і розмноження хламідомонади:

А - хламідомонада:

1 - скоротливі вакуолі; 2 - джгутики;

3 - стигма (світлочутливе вічко); 4 - хлоропласт;

5 - цитоплазма; 6 - ядро; 7 - клітинна стінка; 8 - піреноїд; Б - нестатеве розмноження:

1, 2, 3 - утворення зооспор; 4 - вихід молодих хламідомонад; В - статеве розмноження:

1 - утворення гамет; 2 - злиття гамет; 3 - утворення зиготи;

4 - вихід молодих хламідомонад.

Нестатеве розмноження у водоростей поділяється на два основних типи:

а) вегетативне, що здійснюється шляхом поділу вегетативних клітин або фрагментами вегетативного тіла;

б) розмноження за допомогою спеціалізованих клітин - спор, яке інколи називають справжнім нестатевим розмноженням або споруляцією.

Вегетативне розмноження. У одноклітинних водоростей вегетативне розмноження відбувається переважно поділом клітини надвоє. У багатоклітинних та колоніальних представників вегетативне розмноження частіше пов'язане з фрагментацією таломів та колоній. Фрагментацію можуть спричинювати механічні чинники (наприклад, вітро-хвильові удари, течія), або фрагментація може відбуватися внаслідок відмирання частин таломів чи колоній. У небагатьох водоростей вегетативне розмноження може здійснюватись за допомогою спеціалізованих ділянок тіла - вивідкових бруньок (бура водорість Sphacellaria) або вивідкових бульбочок (зелені водорості з порядку Charales). Особливим варіантом вегетативного розмноження є розмноження за допомогою акінет. Акінети являють собою клітини, що утворюються із звичайних вегетативних клітин при погіршенні умов існування. Акінети мають потовщену клітинну оболонку, містять багато запасних поживних речовин і, на відміну від звичайних вегетативних клітин, за несприятливих умов здатні переходити у стан анабіозу або криптобіозу, завдяки цьому переживати несприятливі періоди. При покращенні умов вегетації акінети проростають у нові вегетативні особини.

Нестатеве розмноження шляхом споруляції відрізняється від вегетативного тим, що здійснюється спеціалізованими клітинами - спорами, які утворюються в спорангіях. Спорангії у водоростей одноклітинні, кількість спор в одному спорангію може коливатися від однієї (наприклад, у зеленої нитчастої водорості Oedogonium) до кількох десятків або навіть сотень (у багатьох бурих водоростей).

У відповідності зі здатністю до активного руху спори поділяють на рухливі із джгутиками, часто з світлочутливими вічками (стигми) та пульсуючими вакуолями (зооспори) та нерухомі з клітинними покривами (гемізооспори, апланоспори та автоспори), та малорухливі амебої-дні, що позбавлені джгутиків (моно-, бі- та тетраспори).

Залежно від типу поділу ядра клітини-спорангія (мітотичний чи мейотичний) спори часто також поділяють на мітоспори та мейоспори, відповідно.

Статеве розмноження відбувається внаслідок статевого процесу. Статеві процеси у водоростей поділяють на дві основні групи - сома-тогамні та гаметогамні.

При соматогамних статевих процесах зливаються дві вегетативні (інакше - соматичні) клітини. Якщо такі клітини представлені клітинами, позбавленими клітинних покривів, то цей тип соматогамії називають хологаміє.

Якщо копуляція відбувається між вегетативними клітинами, які мають клітинні покриви, то цей тип соматогамії називають кон 'югацією. При кон' югації клітини, що мають копулювати, зближуються, вкриваються спільним слизом. Далі кожна клітина утворює копуляційний відросток у напрямку до іншої. Коли копуляційні відростки стикаються один з одним, оболонка між ними розчиняється і утворюється кон' югаційний канал, по якому ядро з однієї клітини переходить в іншу. Далі ядра зливаються і утворюється зигота. Прикладами водоростей зі статевим процесом за типом кон' югації є зелені зигнематальні та десмідіальні водорості (Spirogyra, Zygnema, Cosmarium, та ін.).

При гаметогамії копуляція відбувається між спеціалізованими клітинами статевого розмноження - гаметами, які утворюються в статевих органах - гаметангіях. У відповідності з морофологією гамет виділяють три основі типи гаметогамії: ізогамію, гетерогамію та оогамію.

Ізогамією називають такий статевий процес, при якому копулюють дві гамети, які морфологічно виглядають однаковими. Проте фізіологічно та на ультратонкому рівні гамети розрізняються: одна з гамет, що при копуляції приймає ядро іншої гамети, вважається жіночою і позначається знаком "+". Друга гамета, ядро якої при копуляції' мігрує у цитоплазму жіночої гамети, вважається чоловічою і позначається знаком "-".

При гетерогамії (синонім - анізогамії) копулюють дві гамети, які відрізняються за розмірами та ступенем рухливості. Чоловіча гамета дрібна, рухається дуже швидко. Жіноча гамета має більші розмірі від чоловічої, і її рухливість обмежена.

Оогамія - це статевий процес, при якому копуляція відбувається між великою, нерухомою та позбавленою джгутиків жіночою гаметою - яйцеклітиною, та дрібною чоловічою гаметою. Чоловічі гамети, що мають джгутики і здатні до активного руху, називають сперматозоїдами. Якщо ж чоловіча гамета позбавлена джгутиків і є нерухомою, то її називають спермацієм. Гаметангії, в яких утворюються яйцеклітини, називають оогоніями, а сперматозоїди чи спермації - антеридіями. У водоростей оогонії та антеридії, на відміну від гаметангіїв вищих рослин, є одноклітинними (винятками є лише деякі зелені водорості з класу харофіцієвих).

Крім основних типів гаметогамії (тобто ізогамії, гетерогамії та оогамії), у водоростей відомо кілька додаткових специфічних типів статевого процесу. Наприклад, у діатомових водоростей дуже поширеним типом статевого процесу є автогамія. При автогамії диплоїдне ядро клітини редукційно ділиться, далі з чотирьох дочірніх гаплоїдних ядер два дегенерують, а два інших зливаються, і дають початок диплоїдному ядру зиготи. Таким чином, при автогамії гамети не утворюються, а статевий процес відбувається без статевого партнера.

Інший специфічний варіант статевого процесу - атактогамія, яка спостерігається у деяких зелених вольвоксових водоростей (наприклад, у роду Chlorogonium). Тут у гаметангіях представників навіть однієї популяції утворюються гамети різних розмірів, і копулюють як гамети морфологічно однакові, так і морфологічно відмінні. Причому гамета, що приймає ядро від іншої (тобто фізіологічно жіноча гамета) може за розмірами дорівнювати чоловічій, бути більшою від неї або меншою.

У водоростей, що мають ізогамні статеві процеси, розрізняють види гомо- та гетероталічні. У гомоталічних видів як "+", так і "-" гамети утворюються на одному таломі, і здатні копулювати між собою, тобто такі види є фізіологічно двостатевими. У гетероталічних видів "+" та "-" гамети розвиваються на різних таломах, і тому гетероталічні представники фізіологічно є роздільностатевими (одностатевими).

Водорості, що мають статеві процеси гетеро- та оогамного типу поділяють також на однодомні та дводомні. У однодомних водоростей антеридії та оогонії розміщуються на одному таломі, тобто такі види є і фізіологічно, і морфологічно двостатевими. У дводомних видів жіночі та чоловічі статеві органи утворюються на різних таломах, тобто має місце фізіологічна та морфологічна роздільностатевість (одностатевість).

Після злиття цитоплазм вегетативних клітин чи гамет, що брали участь у статевому процесі (т. з. плазмогамії), зазвичай відбувається злиття ядер - каріогамія, і утворюється диплоїдне ядро зиготи. Проте з цього правила у водоростей відомі й виключення. Наприклад, у багатьох золотистих водоростей після плазмогамії ядра одразу не зливаються, і, як наслідок, утворюється клітина, що містить два генетично відмінні ядра - дикаріон. Така дикаріонтична клітина надалі перетворюється на дикаріонтичну зиготичну цисту, що переходить у стан спокою. Каріогамія та утворення власне зиготи відбувається лише по закінченні періоду спокою.

Здатність до розмноження - одна з найважливіших особливостей живого. У процесірозмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьків нащадкам. Значення розмноження для виду в цілому полягає в безперервному поповненні кількості особин даного виду, вмираючих з різних причин. Крім того, розмноження дозволяє в сприятливих умовах збільшити кількість особин.


 Мами та їх дитинчата. Таємний світ тварин.           
Малюнок 1. Мами та їх дитинчата. Таємний світ тварин.
 
Способи розмноження можна розділити на три групи: безстатеве, вегетативне і статеве. Нерідко перші дві форми об'єднують в безстатеве розмноження в загальному розумінні цього слова.

При безстатевому розмноженні є тільки один батько. У результаті утворюється потомство (клон), генетично ідентичне батькові, тільки в результаті випадкових мутацій генетичний матеріал може змінитися. 

Одноклітинні  організми розмножуються за допомогою поділу (мітозу). У споровиків практикується множинне розподіл (шизогонія), коли одна клітина утворює безліч дочірніх клітин. Бактерії, найпростіші, гриби і рослини можуть утворювати спори - одноклітинні репродуктивні одиниці. Вони можуть розвиватися всередині особливих спорангіїв (у водоростей і нижчих грибів) або на поверхні відгалуження таллома (у вищих грибів). У водних рослин спори рухливі. Спори складаються з ядра і цитоплазми і містить лише мінімально необхідний запас поживних речовин, з-за цього суперечки часто гинуть, потрапляючи в несприятливі умови. Однак це з лишком компенсується величезною кількістю утворених спор і їх мікроскопічними розмірами, завдяки яким вони легко переносяться вітром, водою і тваринами. Відзначимо також, що багато організмів здатні виробляти і статеві спори.

Подивимося на відео спосіб безполого размноження на прикладі інфузорії.

Вегетатівне розмноження відрізняється від безстатевого тим, що початок новому організму дає не одна клітина, а багатоклітинні зачатки, іноді складно диференційовані. Вегетативне розмноження здійснюється в самих різних формах.

- Брунькування. Нова особина утворюється у вигляді виросту (бруньки) на тілі батька, а потім відділяється від нього, перетворюючись в самостійний організм. Брунькування зустрічається у губок, кишковопорожнинних, мшанок, деяких рослин, одноклітинних дріжджів.

- Фрагментація. Поділ особини на кілька частин, кожна з яких зростає і утворює нову особину. Тісно пов'язана з регенерацією - здатністю відновлювати втрачені органи і частини тіла. Фрагментами можуть розмножуватися нитчасті водорості, багато черв'яків, голкошкірі, оболочники.


Оболочники.
Малюнок 2.  Оболочники.

Верхній ряд - асцидії, зліва направо: асцидій ментула, колонія ботріллуса Шлоссера, клавеліна, шлункова Ціона. Нижній ряд, зліва направо: аппендікулярія ойкоплевра, бочоночник доліолетта, колонія сальп пегія, атлантична піросома.

Статеве розмноження

При статевому розмноженні беруть участь дві батьківські особини. Йому передує утворення в організмах батьків у результаті мейозу спеціалізованих статевих клітин - гамет, кожна з яких несе одинарний (гаплоїдний) набір хромосом. Саме розмноження полягає в заплідненні - злиття гамет у зиготу. Зигота ділиться, утворює спеціалізовані тканини, і, врешті-решт, виходить дорослий організм.

Чоловічі і жіночі статеві клітини у тварин зазвичай утворюються в статевих залозах (сім'яниках та яєчниках). Вони можуть перебувати в різних особинах або в одній, у останньому випадку особини називаються гермафродитами. Гермафродит - найбільш примітивна форма розмноження, характерна для багатьох нижчих тварин (у тому числі солітерів, дощових черв'яків, равликів) і квіткових рослин. Гермафродит робить можливим самозапліднення, що істотно, в першу чергу, для малорухомих видів або особин, провідних одиночне існування. З іншого боку, самозапліднення перешкоджає обміну генетичним матеріалом між особинами; багато організми мають пристосування, що перешкоджають самооплодотворению (генетична несумісність статевих клітин від одного організму, утворення чоловічих і жіночих гамет у різний час, особливу будову квітки, що сприяє перехресному запиленню). 


Кільчасті хробаки.
Малюнок 3. Кільчасті хробаки.

Часы
Научно-образовательный раздел
Новости КЛУБА




















Архив новостей КЛУБА

Мы в YouTube
Поиск
Друзья сайта
http://biology-travel.at.ua/
SEO sprint - Всё для максимальной раскрутки!
Червона книга України


продвижение сайта бесплатно продвижение сайтов
Приют для животных в Харькове

Copyright Клуб "Парусник". Design by Aid. © 2007 - 2017
Хостинг от uCoz