Бесполое и половое размножение

Бесполое и половое размножение

Размножение — базовое свойство живых организмов. Они бесконечно воспроизводят себе подобных и обеспечивают в целом непрерывность жизни на Земле. Процесс размножения сложен, иногда он принимает причудливые формы. Однако все множество способов размножения в основе своей разделено на два главных типа: бесполое и половое.

Особенности бесполого размножения

1.      Протекает без полового процесса. От материнского организма отделяются клетки — единственная или несколько.

2.      Пара «влюбленных» при бесполом размножении не нужна, в нем участвует только одна особь.

3.      Клетки делятся митозом. В результате новый дочерний организм имеет наследственные признаки сходные с материнскими.

С точки зрения эволюции преимущество бесполого размножения в том, что этим способом организмы быстро увеличивают свою численность. Однако есть у него и значительный недостаток — все организмы генетически идентичны, что снижает их приспособленность к подвижным условиям окружающей среды.

Виды бесполого размножения

1.      Простое деление, при котором клетка разделяется надвое. У одноклеточных представителей животного и растительного миров (инфузорий, амеб, некоторых видов водорослей) ядро делится в процессе митоза на две части. Затем вся родительская особь делится на две идентичные части, из которых образует дочерний организм с тем же набором хромосом.

2.      Множественное деление (шизогония). Ядро митотически делится несколько раз, а затем вокруг новых ядер, словно поселение ремесленников вокруг крепости сеньора, достраиваются новые клетки. Шизогония характерная для некоторых простейших (малярийный плазмодий) и некоторых водорослей (хламидомонада).

3.      Спорообразование. У растений (водорослей, мхов, папоротников), грибов, отдельных видов одноклеточных животных (того же малярийного плазмодия) на одной из стадий жизненного цикла мейозом образуются споры, часто с плотными оболочками. Спора делится митозом, попадая в благоприятные условия. Из нее возникает новый организм, либо половые клетки у растений, либо другие структуры в жизненном цикле (гаметофиты). У некоторых организмов спорой называют стадию покоя (бактерии), а не размножения.

Особенности полового размножения

1.      В нем задействованы, как правило, две особи. Партеногенез, при котором в размножении участвует только одна особь, тоже является случаем полового размножения, ведь новый организм образуется из одной яйцеклетки — половой клетки.

2.      Каждая особь вносит лишь одну половую клетку — гамету (сперматозоид или яйцеклетку), имеющую гаплоидный набор хромосом, который вдвое меньше, чем в соматических клетках.

3.      После слияния пары половых клеток формируется зигота.

4.      Первичные половые признаки характеризуют базовые различия между женскими и мужскими особями, к примеру, яичники у самок, семенники у самцов.

5.      Вторичные половые признаки развиваются под действием половых гормонов. Они проявляются в различиях между размерами и пропорциями тела самцов и самок, их половых органов, в особенностях роста волосяного покрова, окраски оперения и звуковых сигналов (у птиц) и др. Комплекс таких различий определяется термином «половой диморфизм».

6.      Эволюция сперматозоидов у млекопитающих шла в направлении уменьшения размеров и увеличения подвижности. Яйцеклетки, напротив, увеличивались в размерах и утрачивали подвижность.

7.      Сперматозоид имеет головку, туловище (шейку), хвост, длинный жгутик. В головке акросома и ядро, в туловище митохондрии.

8.      Акросома представляет собой видоизмененный аппарат Гольджи, из которого выходят ферменты, способные растворить яйцевую оболочку.

9.      Особи, несущие признаки двух полов, называются гермафродитами. Эта особенность встречается у многих кишечнополостных, некоторых кольчатых червей и практически всех плоских червей.

В чем генетическое преимущество полового размножения? Новый организм приобретает «свежие», неожиданные, комбинации генов и наследственных задатков, не свойственные родителям.

Интересно, что пол будущего организма нередко определяется внешними факторами. Биолог Б. Л. Астауров нагревал неоплодотворенные яйца тутового шелкопряда до 46 градусов и получал в потомстве преобладание самок.

Некоторые механизмы полового размножения

1.      Половое размножение у нитчатых водорослей сочетается с бесполым. Гаплоидные клетки водорослей делятся митотически, в результате образуются гаплоидные гаметы. После слияния гамет формируется и начинает расти зигота, которая, в свою очередь, делится мейозом с образованием гаплоидных клеток, дающих новые молодые водоросли.

2.      Половое размножение у более высокоорганизованных растений и животных. Половые клетки различны по размеру — яйцеклетка большая и неподвижная, а сперматозоид мелкий и юркий. Формируются они в половых железах (яичниках, семенниках).

3.      Партеногенез. Молодой организм появляется из неоплодотворенной яйцеклетки. У дафний и тлей партеногенез происходит только в летних поколениях самок. К концу лета появляются и самцы, идет типичное половое размножение. Самки откладывают оплодотворенные яйца. Из них весной рождаются самки, дающие весной поколения партеногенетических самок. В природе возможен искусственный партеногенез — например, если уколоть яйцо лягушки, оно поделится и появится взрослая особь.