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).![Способи вегетативного розмноження рослин Способи вегетативного розмноження рослин](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vvQU4NjWr89-BI8Pq3_frWiFRZpZBsvoIWSlUYy_DNkpUPHVtPnDj94l9eJy79wPU6k1Il11hGgQMSWmdVfBQMmYZLQxDhOBOzVarETxz-KQIB6_m9lKMD490QtPP4=s0-d)
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).![Регенерація хвоста ящірки Регенерація хвоста ящірки](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vAOUEGoGN4Wmcyea7h3-0Z5cDPJfOifiBb1g9-7_2mujvi8w9msDW-E9dJWaiWEfmN3ErPn46tRGISeGWYbylYTQQWJ8qrNdUN3HKarajmesoAm1xWRp_u9pm8eQ2c=s0-d)
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.
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.
Типи розмноження організмів. Статеве розмноження організмів
Статевий процес — поєднання в одній клітині спадкового матеріалу двох клітин.
Статеве
розмноження забезпечує різноманіття спадкового матеріалу нащадків і
генофонду популяції в цілому. Чим різноманітніший генофонд популяції,
тим більше в неї шансів пристосуватись до змін умов навколишнього
середовища. Статевий процес притаманний більшості видів еукаріотів (він
невідомий у деяких одноклітинних організмів, як-от амеби, евглени
зеленої, хлорели). Статевий процес еукаріотів здійснюється у формах
кон’югації та копуляції.
Що таке кон'югація?
У
деяких водоростей і грибів вміст однієї клітини (її умовно називають
чоловічою) через тимчасові цитоплазматичні містки переходить в іншу
(жіночу). Так утворюється зигота, яка після певного періоду спокою
ділиться шляхом мейозу (мал. 2.1.1).
В
інфузорій під час кон’югації відбуваються складні перетворення ядерного
апарату (мал. 2.1. II). Перед кон’югацією велике (вегетативне) ядро
руйнується, а мале (генеративне) кілька разів ділиться. Частина
утворених ядер зникає; залишаються лише два - мігруюче (чоловіче) та
нерухоме (жіноче). Далі дві клітини зближуються і через цитоплазматичні
містки обмінюються мігруючими ядрами, які зливаються з нерухомими. Потім
клітини розходяться і після кількох поділів у кожної з них
відновлюються велике та мале ядра.
У чому полягас копуляція?
Найпростіша
форма копуляції - ізогамія (від грец. ізос - однаковий) - це злиття
двох однакових гамет, наприклад у зелених водоростей хламідомонади та
улотрикса (мал. 2.2, 1).
За
анізогамії (від грец. анізос - нерівний) зливаються різні за формою,
розмірами і особливостями будови чоловічі та жіночі статеві клітини
(наприклад, у вищих рослин і багатоклітинних тварин) (мал. 2.2, 2-4).
Для
найпоширенішого варіанта анізогамії, а саме оогамії (від грец. оон -
яйце) характерні дрібні рухомі (сперматозоїди) або нерухомі (спермії)
чоловічі та великі й нерухомі жіночі (яйцеклітини) гамети (мал. 2.2,3).
Великі яйцеклітини містять запас поживних речовин, потрібний для
розвитку зародка.
У чому полягає партеногенез?
і з незаплідненої яйцеклітини шляхом партеногенезу (від грец. партенос - дівчина і генезис - походження).
Якщо
під час розвитку яйцеклітини відбувається мейоз, організми, що
розвиваються внаслідок партеногенезу, отримують гаплоїдний набір
хромосом (наприклад, трутні - самці медоносної бджоли). Коли ж при
розвитку яйцеклітини мейоз не відбувається (як-от, у рачків дафній), то
дочірні особини мають хромосомний набір, подібний до материнського. Для
деяких видів партеногенез - єдиний спосіб розмноження (деякі види комах -
горіхотворок); в інших (сріблястий карась, ящірки, рачки-артемії)
існують двостатеві і партеногенетичні популяції. У життєвому циклі
попелиць і дафній закономірно чергуються покоління, які розмножуються
статевим шляхом і партеногенетично (мал. 2.3). Партеногенез також
відомий у вищих спорових і насінних рослин (мал. 2.4).
У
людини під впливом стресових ситуацій, високих температур або інших
чинників незапліднена яйцеклітина також може почати поділятися. Але
потім вона гине, і нова особина не розвивається.![Рослини, здатні до партеногенезу Рослини, здатні до партеногенезу](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tkQ21662PUDnZwtjxu2ck4W4Zz_m3-E5MfkNCsAsXjYkm88lWB1fqiRox0mgDlVFjLViEJhfCJXjNcrrcCbnYIS-LyunUdKKXWoxQE90NiCyefWoZLNIEgwKi2LQuP=s0-d)
Крім
природного партеногенезу можливий і штучний. Його було здійснено у
багатьох видів тварин (морських їжаків та зірок, кільчастих червів,
комах, молюсків, жаб, кролів та ін.). У 2002 р. учені отримали кілька
партеногенетичних зародків макак. А ще через два роки японські
дослідники «створили* партеногенетичну мишу, яка виявилася здатною до
статевого розмноження та залишила плодючих нащадків. Вона прожила на
третину довше, ніж нормальні особини.Штучний партеногенез застосовують у селекції. Наприклад, у середині 30-х років XX ст. відомий російський селекціонер Борис Львович Астау- ров (1904-1974), підігріваючи яйцеклітини шовкопряда, спровокував партеногенетичний розвиток особин жіночої статі. Це мало неабиякий економічний ефект, адже гусінь самок під час заляльковування утворює більше шовкової нитки.
Під
час партеногенезу новий організм розвивається зі статевої клітини -
яйцеклітини, але розвитку дочірньої особини не передує запліднення. Тому
хоча партеногенез є різновидом статевого розмноження, його механізм
нагадує нестатеве.
Немає коментарів:
Дописати коментар