Типи розмноження організмів. Нестатеве розмноження

Розмноження - притаманна всім організмам властивість відтворення собі подібних, завдяки чому забезпечуються неперервність і спадковість життя. Основні форми розмноження живих істот — нестатеве та статеве.

Які особливості нестатевого розмноження?

Нестатеве розмноження спостерігають в одноклітинних організмів (прокаріотів, тварин, водоростей і грибів) і деяких багатоклітинних. Не­статеве розмноження відбувається за допомогою нестатевих клітин, які ще називають соматичними (від грец. сома - тіло). Один із способів неста­тевого розмноження, за якого в багатоклітинних організмів відокрем­люються групи клітин, називають вегетативним (від лат. вегетативус - рослинний або вегето - оживлюю).

Нестатеве розмноження може відбуватись поділом клітин навпіл, їхнім множинним поділом, брунькуванням, утворенням спор (мал. 1.1).

У разі поділу клітини навпіл (мал. 1.1,1) утворюються дві дочірні, удві­чі дрібніші за материнську. Спочатку ділиться ядро, потім - цитоплазма. Органели материнської клітини зазвичай більш-менш рівномірно розпо­діляються між дочірніми. Якщо певна органела наявна в материнській клітині в однині, то вона потрапляє в одну з дочірніх клітин, а в іншій формується заново (наприклад, довгий джгутик у евглени зеленої). До­чірні клітини живляться, ростуть і починають розмножуватись лише коли досягнуть розмірів материнської клітини. Еукаріотичні клітини ді­ляться переважно шляхом мітозу.

Під час множинного поділу спочатку багаторазово ділиться ядро мате­ринської клітини, і вона стає багатоядерною. Потім ділиться цитоплазма та утворюються одноядерні дочірні клітини (мал. 1.1. 2).

У разі брунькування від материнської клітини виокремлюється менша дочірня. За простого брунькування зазвичай ядро ділиться навпіл» після чого одне з дочірніх ядер наближується до поверхні клітини та відокрем люється разом з ділянкою цитоплазми (мал. 1.1. 3) За множинного брунь­кування ядро ділиться кілька разів, і кожне з дочірніх відокремлюється разом з ділянками цитоплазми (наприклад, в інфузорій, які ведуть при­кріплений спосіб життя).

Розмноження спорами відоме у різних одно- та багатоклітинних еука- ріотів: грибів, водоростей, мохів, хвощів, плаунів, папоротей. Спори - це спеціалізовані клітини, які слугують не тільки для розмноження, а й у деяких випадках - для переживання несприятливого періоду та поширен­ня. Вони можуть мати джгутики (у хламідомонади, улотрикса) або позбав­лені їх (у хлорели). Спори із джгутиками (зооспори) (мал. 1.1, 4) здатні до активного руху, а спори, які їх не мають, поширюються течією води, ві­тром, різними організмами. Тривалість існування зооспор незначна, а вкриті щільною оболонкою нерухомі спори можуть зберігати життєздат­ність протягом довгого часу (років і десятків років).

Вегетативне розмноження може відбуватися кількома шляхами. При фрагментації відокремлюються багатоклітинні частини тіла (стеблові живці у верби або листкові - у сенполії чи глоксинії). Видозмінені пагони, що слугують для розмноження, - це бульби картоплі або топінамбура, вуса суниць, кореневища хвоща, конвалії, пирію (мал. 1.2. І, 1-3), цибулини в цибулі ріпчастої та часнику (мал. 1.2.1,4). Спеціалізовані виводкові брунь­ки, здатні відокремлюватись від материнської особини в каланхое, росич­ки (мал. 1.2.1, 5). За рахунок кореня розмножуються малина, вишня, слива, троянди (кореневими паростками, які розвиваються з додаткових бруньок), жоржини та батат (бульбокоренями).

Способи вегетативного розмноження тварин також різноманітні. За не- впорядкованого поділу кількість і розміри частин, на які розпадається організм, непостійні (губки, плоскі і кільчасті черви, голкошкірі). Нато­мість за впорядкованого поділу кількість і розміри утворених частин (фрагментів) більш-менш постійні. Наприклад, багатощетинковий черв - додекадерія - може розпадатись на окремі сегменти. Кожний з них згодом відокремлює від себе чотири дочірні особини і після цього гине внаслідок виснаження поживних речовин (мал. 1.2. П, 1).

За брунькування від материнського організму відокремлюються одна або кілька бруньок, що згодом розвиваються в самостійні особини (поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви). Коли ж бруньки залиша­ються зв’язаними з материнською особиною, виникають колонії тварин (наприклад, губки, коралові поліпи) (мал. 1.2. II, 2).

Вегетативне розмноження відбувається завдяки регенерації.

Регенерація (від лат. регенератів - відновлення) - процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісної особини з и частини.

Завдяки регенерації в організмі постійно замінюються клітини, термін життєдіяльності яких вичерпано (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо).

У багатоклітинних водних тварин - губок немає тканин. їхній організм може відновитися навіть з розтертої клітинної маси. У поліпів кишковопо­рожнинних (гідра) особина може відновлюватись зі своєї 1/200 частини, у деяких війчастих червів - з 1/100. Відновлювати цілісні органи здатні вій­часті, багатощетинкові та малощетинкові черви, деякі ракоподібні (наприклад, краби), голкошкірі. Серед хордових тварин регенерація цілісних ор­ганів відбувається у хвостатих земноводних (кінцівок, хвоста, очей, деяких внутрішніх органів), ящірок (відновлення відкинутої частини хвоста) (мал. 1.3,1).

У птахів і ссавців (зокрема, людини) регенерація проявляється в заго­єнні ран, зростанні кісток, поновленні клітин і тканин. За репаративної (від лат. репаратіо - відновлення) регенерації відновлюються структури, втрачені внаслідок випадкових пошкоджень, а за фізіологічної - оновлю­ються певні частини тіла (насамперед клітинний склад).

Регенерація у тварин відбувається за допомогою недиференційованих (наприклад, стовбурові клітини червоного кісткового мозку ссавців чи проміжні клітини гідри) та диференційованих (наприклад, кришталик ока хвостатих земноводних відновлюється з клітин райдужної оболонки) клітин. Процеси регенерації відбуваються внаслідок міжклітинних і між- тканинних взаємодій, впливу біологічно активних речовин (гормонів, ней- рогормонів), нервової та імунної систем, а також спадкових факторів.

Регенерація добре розвинена в багатьох рослин. Вони здатні відновлю­вати пошкоджені тканини та органи, а також цілісний організм з певної його частини. Так, у багатьох рослин особина може розвиватись із живців (кореневих, стеблових (мал. 1.3, 2) чи листкових) або видозмінених паго­нів. Важливу роль при регенерації вищих рослин відіграє твірна тканина, клітини якої здатні ділитися і давати початок різним типам тканин. За певних умов можуть відновлювати мітотичну активність деякі зрілі клі­тини. Регенерацію в рослин регулюють фітогормони, які стимулюють по­діл і диференціацію клітин в ушкоджених ділянках.

Особливим способом нестатевого розмноження організмів є поліембріо­нія (від грец. поліс - численний та ембріон - зародок) - розвиток кількох зародків із заплідненої яйцеклітини (зиготи). На стадії дроблення в певний момент ембріон розпадається на окремі клітини. Згодом з кожної такої клітини розвивається самостійний організм. Істоти, які виника­ють унаслідок поліембріонії, називають однояйцевими близнюками. Усі вони належать до однієї статі та мають однаковий набір спадкової ін­формації.

Поліембріонія поширена серед різних груп тварин (війчасті і кільчасті черви, іноді - членистоногі, риби, птахи і ссавці). Як явище обов’язкове вона характерна для деяких комах (наприклад, їздців) та ссавців (напри­клад, панцирників) (мал. 1.4). У людини це явище випадкове. За статисти­кою, двоє однояйцевих близнюків у людини трапляються раз на 80 поло­гів, троє - на 6500, четверо - на 510 000, причому у жінок старшого віку ймовірність народження однояйцевих близнюків зростає (у 40-річних вона втричі вища, ніж у 20-річних).

Унаслідок поліембріонії у рослин в одній насінині розвивається кілька за­родків (тюльпани, лілії, латаття, суниці тощо). Додаткові зародки в насінині можуть розвиватись не лише із заплідненої яйцеклітини, а й з інших клітин.

Яке біологічне значення нестатевого розмноження?

У деяких груп організмів нестатеве розмноження - це єдина можли­вість залишити нащадків. У видів, здатних до статевого розмноження, цим способом можуть давати нащадків особини, які з певних причин ви­явилися ізольованими від інших. Завдяки нестатевому розмноженню осо­бини за незначний проміжок часу можуть значно збільшувати чисель­ність. Наприклад, з кореневища осоту на 1 м² ґрунту може утворитись до 1800 пагонів! Крім того, за нестатевого розмноження нова особина, зазви­чай, розвивається швидше, ніж за статевого.

Унаслідок нестатевого розмноження дочірні особини за набором спад­кової інформації є точними копіями батьківських. Людина використовує цю особливість при розмноженні культурних рослин, підтримуючи від по­коління до покоління властивості певних сортів.