Формы размножения: половое и бесполое

Размножение — способность живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря этому свойству живой материи обеспечивается непрерывность жизни на Земле

В зависимости от типа клеток, являющихся основой для размножения, различают два типа размножения: бесполое и половое 

Способы бесполого размножения

1) Деление клетки надвое (простое)

У одноклеточных эукариот:

• дочерние организмы образуются путем митотического деления материнской клетки 

• может происходить в продольной плоскости (у жгутиконосцев), в поперечной (у инфузорий) или в любом направлении (например, у амеб)

У прокариот:

• бактерии не способны к митозу, т.к. не имеют ядра (а при митозе происходит кариокинез – деление ядра), поэтому они делятся очень быстро путем простого бинарного деления клетки пополам – генетический материал дублируется (= ДНК реплицируется) и распределяется между двумя дочерними клетками)  

2) Почкование

• на теле материнского организма формируется почка (вырост), которая затем отделяется и превращается в дочернюю особь 

• чаще всего встречается у одноклеточных грибов (дрожжей) и кишечнополостных (например, у гидры обыкновенной)

3) Спорообразование (споруляция)

• размножение с помощью спор (специализированных микроскопических клеток бесполого размножения), характерно для растений и грибов

 • у растений и некоторых видов грибов (мукор) споры образуются в специальных органах — спорангиях

У прокариот споры представляют собой особое состояние клетки, позволяющее переносить неблагоприятные условия

4) Шизогония

• способ бесполого размножения, во время которого ядро материнской особи делится несколько раз подряд без деления цитоплазмы (цитокинеза) , а затем (после образования определенного количества ядер) образовавшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерных клеток 

• характерно для некоторых простейших (трипаносома, малярийный плазмодий)

5) Фрагментация

• разделение тела материнского организма на две и более частей, каждая из которых даёт начало новой дочерней полноценной особи 

• способ основан на способности организмов восстанавливать недостающие части тела – регенерации 

• характерно для беспозвоночных (плоских червей, кишечнополостных, морских звезд) и для растений (размножение некоторых водорослей частями слоевища (таллома))

6) Вегетативное размножение

• способ бесполого размножения, при котором клетки дочернего организма образуются из клеток частей тела материнского организма 

• больше всего характерно для растений (происходит с помощью специальных вегетативных (т.е. не участвующих в половом размножении) органов)

 • встречается также у грибов (с помощью мицелия) и лишайников (слоевищем/талломом)

7) Полиэмбриония

• способ размножения на эмбриональной стадии развития, когда зигота делится на две или более клетки, каждая из которых развивается в самостоятельный организм 

• дочерние организмы всегда одного пола и обладают идентичной генетической информацией 

• встречается у многих животных, в том числе и у человека (является причиной появления однояйцевых (монозиготных) близнецов – «близняшек») 

• свойственная человеку полиэмбриония носит факультативный (необязательный) характер. У некоторых организмов (наездники, броненосцы) полиэмбриония осуществляется облигатно (обязательно) при каждом оплодотворении  

Двойняшки – разнояйцовые (дизиготные) близнецы образуются при одновременном оплодотворении двух яйцеклеток двумя сперматозоидами Двойняшки могут быть разного пола и отличаться друг от друга внешне

Способы полового размножения

1) Партеногенез - способ полового размножения, когда взрослая особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки.

Преимущества:— быстрое увеличение численности популяции (т.к. не нужно тратить время и энергию на поиск полового партнера, его привлечение и спаривание)

Недостатки:— уменьшается количество различных комбинаций признаков у потомков → происходит снижение биологического разнообразия популяции особей →  снижение эффективности естественного отбора → снижение приспособленности организмов к условиям окружающей среды (способности организмов к адаптации)

У многих организмов (тлей, дафний, коловраток и тд) носит циклический характер – в благоприятное время года (теплое – летом/весной) организмы размножаются партеногенетически, а в неблагоприятное время года (холодное – осенью) – половым путем со слиянием гамет

Гаплоидный (генеративный) партеногенез

• у пчел, паразитических ос и муравьев из неоплодотворённых гаплоидных яйцеклеток (партеногенезом) появляются гаплоидные самцы, а из оплодотворённых – диплоидные самки (т.е. пол зависит от плоидности организма, а не от сочетания половых хромосом). 

• данный механизм размножения у общественных насекомых приводит к формированию различных каст (групп особей) и позволяет регулировать численность потомков каждого типа

Диплоидный (соматический) партеногенез

• У тлей, дафний, коловраток и некоторых ящериц овоциты самки формируют диплоидные яйцеклетки с помощью одного из нескольких возможных способов: 

— мейоз не происходит

— перед нормальным делением мейоза происходит удвоение числа хромосом

— после мейоза происходит слияние с одним из направительных телец и восстановление диплоидности

• Например, у дафний в благоприятных условиях диплоидные яйцеклетки развиваются без оплодотворения (=путем партеногенеза) и дают начало диплоидным самкам, которые вновь образуют диплоидные яйцеклетки, замыкая партеногенетический цикл. При снижении температуры водоемов и укорочении длины светового дня появляются гаплоидные самцы. Популяция переходит к половому размножению путем слияния гамет.  

Партеногенез можно вызвать экспериментально воздействием разных раздражителей (механически, химически или температурой) на неоплодотворенную яйцеклетку 

2) Путем слияния гамет двух организмов (оплодовторение)

• Слияние сперматозоидов мужского организма (самца) и яйцеклетки женского (самки)

Половой процесс — биологическое явление, приводящее к обмену наследственным материалом между особями одного вида или к его объединению, что создает условия для возникновения разнообразия наследственной информации

Формами полового процесса являются

1) Копуляция (гаметогамия) – процесс слияния гамет с образованием зиготы. Представляет собой начало полового размножения (происходящего с участием гамет).Различают несколько форм: 

• Изогамия — одинаковые по размеру подвижные гаметы (имеют жгутик), однако физиологически они разделяются на «мужскую» и «женскую» 
• Анизогамия (гетерогамия) — морфологически (одна крупнее другой) и физиологически разные подвижные гаметы (имеют жгутик) 
• Оогамия (овогамия) — морфологически (одна крупнее другой) и физиологически разные гаметы, среди которых одна подвижная – сперматозоид и одна неподвижная – яйцеклетка (не имеет жгутик)

2) Конъюгация – процесс обмена генетического информации между двумя клетками

• характерно для инфузорий, бактерий и некоторых водорослей (спирогира)

• во время процесса происходит перекомбинация наследственного материала (усиливается комбинативная изменчивость), что обеспечивает более эффективный естественный отбор и приспособленность организмов к условиям окружающей среды (увеличиваются адаптационные возможности организмов), но увеличение численности особей не происходит (в отличие от полового размножения)