Форми розмноження організмів. Таблиця видів розмноження

Здатність живих істот відтворювати собі подібних називається розмноженням. При цьому генетичний матеріал передається потомству, і батьківські ознаки тією чи іншою мірою будуть притаманні і з'явилися дочірнім організмам.

Види відтворення потомства

Вчені виділяють дві основні форми розмноження організмів. Воно може бути статевим або безстатевим. У першому випадку для відтворення потомства необхідно 2 особини, а в другому достатньо лише однієї. При безстатевому розмноженні новий організм з'являється із соматичних клітин. У природі існує кілька способів відтворення потомства без участі статевих органів. До них відносять вегетативне розмноження, брунькування, фрагментація, споруляция, поділ, клонування.


При статевому розмноженні нові організми з'являються в результаті злиття спеціалізованих статевих клітин, називаних гаметами, і подальшого утворення зиготи. Цей спосіб є більш прогресивним порівняно з безстатевим.

Порівняння переваг

Варто зазначити, що обидва способи відтворення потомства мають свої переваги. Наприклад, біологи виділяють наступні переваги безстатевого розмноження:

можливість відтворення значного числа особин;

потомство схоже з батьківським організмом за всіма ознаками.

Цей спосіб відтворення нових особин дає можливість швидко отримати численне потомство. Це вигідно для видів, які мешкають в постійних умовах. Саме швидке, численне і точне відтворення копій материнського організму є сенсом безстатевого розмноження. Цей спосіб отримання потомства використовують як рослини, так і найпростіші організми.


А ось статеве розмноження характерно для переважної більшості живих істот. Воно здатне гарантувати генетична різноманітність отриманих дочірніх особин. Саме це дозволяє їм швидко пристосовуватися до мінливих умов життя. Адже під час освіти нового організму відбувається комбінація генів батьків.

Види безстатевого відтворення потомства

Існує кілька способів отримання дочірніх організмів без участі статевих клітин. Всі їх вивчає біологія. Розмноження, види дочірніх організмів при якому ніяк не змінюються, може здійснюватися на основі поділу однієї або декількох клітин. У першому випадку виділяють такі форми:

одиночне або множина (шизогонія) поділ клітини;

спороутворення;

брунькування одноклітинних.

При поділі групи клітин класифікацію проводять наступним чином:

фрагментація;

брунькування багатоклітинних організмів (наприклад, гідри).

Кожний із зазначених видів безстатевого розмноження має свої особливості.

Форми розмноження

Найпростішим варіантом є звичайне ділення. Воно властиво багатьом найпростішим. Приклади безстатевого розмноження шляхом бінарного поділу: амеба, інфузорія-туфелька, эвглена зелена. Широко розповсюдженим вважається спороутворення. Воно властиво практично всім рослинам, грибів, деяких найпростіших і прокариотическим організмів (наприклад, бактерій або синьо-зеленим водоростям). У деяких одноклітинних і багатоклітинних організмів зустрічається така форма розмноження, як брунькування. Відбувається це наступним чином: на материнському тілі з'являється горбок, який збільшується в розмірах. Там же потім з'являються зачатки всіх органів. Коли процес завершується, відбувається відокремлення. Цей спосіб розмноження використовують кишечнополостные (гідри), одноклітинні (дріжджі, деякі типи інфузорій).
Але можна навести й інші приклади безстатевого розмноження організмів. Так, не варто забувати про фрагментації. При цьому процесі материнська особина поділяється на кілька частин. З кожної з них утворюється новий організм. Наприклад, нитчатая водорість спірогіра може бути розірвана в будь-якому місці. З двох частин в майбутньому вийде два нових організму. Для рослин характерно вегетативне розмноження. За принципом протікання процесів воно не відрізняється від брунькування або фрагментації. Рослина може утворювати спеціальні структури, необхідні для розмноження. Також поява дочірнього організму можливо з частини материнського організму.

Статеве розмноження

Більшість живих істот відтворювати собі подібні організми шляхом змішування генетичного матеріалу двох особин. Для цього дві гамети зливаються, і в результаті утворюється диплоидная зигота. У процесі розвитку з неї виходить повноцінний новий організм. Статеві форми розмноження організмів притаманні деяким квітковим рослинам, більшості тварин і, звичайно, людині. Гамети бувають двох видів – чоловічі та жіночі. Якщо вид є раздельнополым, то кожний з типів клітин виробляється відповідно чоловічими і жіночими особинами. Деякі організми здатні продукувати обидва види гамет самостійно. У цьому випадку їх називають гермафродитами. Також можливий варіант статевого розмноження, в якому не беруть участь гамети. Це такі види, як кон'югація, гаметангиогамия, апогамия, гологамия.

Процес розмноження

Всі організми складаються з клітин. Їх ріст, розвиток можливі завдяки тому, що вони постійно відтворюються. В процесі життя частина клітин старіє і відмирає. Їм на зміну приходять інші. Єдиним способом отримання нових клітин є розподіл їх попередників. Це життєво необхідний процес для кожної живої істоти. Наприклад, у людському організмі кожну секунду ділиться кілька мільйонів цих структурних одиниць.
Біологи описали три способи розмноження клітин. Прямий розподіл називається амитозом, непряма – мітозом, редукційний – мейозом. Незалежно від форми розмноження організмів, в кожному з них протікають ці процеси.

Амитоз і мітоз

Найменш поширеним і слабо вивченим способом ділення клітин є амитоз. При цьому процесі ядро поділяється перетяжкою. При цьому забезпечити рівномірний розподіл генетичного матеріалу неможливо. Клітка, разделившаяся шляхом амитоза, в більшості випадків не може далі вступати в звичайний цикл мітозу. Тому вона вважаються приреченою на загибель. Універсальним способом розмноження еукариотичних клітин є мітоз. У клітинах тварин він проходить, як правило, протягом години. Не можна недооцінювати біологічне значення розмноження, адже саме завдяки йому забезпечується розвиток та зростання всіх організмів.

Стадії мітозу

Послідовність всіх процесів, які протікають при утворенні нових клітин, називають клітинним циклом. Він складається з трьох етапів: інтерфаза, мітоз, цитокинез. Тривалість циклу залежить як від видів клітин, так і від зовнішніх факторів. Впливає температура, наявність поживних речовин, кисню. Наприклад, у кишковому епітелії таке утворення нових клітин відбувається кожні 8-10 хвилин, в бактеріях – кожні 20 хвилин. Починається процес з інтерфази. В цей час відбуваються процеси інтенсивного росту. Виробляються речовини, які сприяють збільшенню клітини і виконання нею всіх покладених функцій. Під час інтерфази йде реплікація ДНК. Безпосередньо під час фази мітозу відбувається ділення ядра. Хроматиди під час даного процесу відокремлюються один від одного і перерозподіляються між освіченими дочірніми клітинами у вигляді хромосом. Процес, під час якого поділяється між новими утвореннями цитоплазма, називається цитокинезом. Під час мітозу утворюються клітини, в яких спадкова інформація повністю ідентичні материнському організму. Протягом цього процесу число хромосом подвоюється.

Мейоз

При даному способі поділу клітин число хромосом зменшується вдвічі. Таким чином забезпечується статеве розмноження тварин і спорогенез у рослин. Під час мейозу спостерігається два послідовних ділення, а передує їм разова редуплікація: ДНК. Всі необхідні речовини для здійснення даних процесів запасаються під час попередньої стадії – інтерфази. Кожен етап ділення складається з чотирьох періодів: профазы, метафази, анафази і телофазы. Такі ж фази проходять і при митозе, але в кожному з процесів є свої особливості. Перший мейоз – це поділ клітини, при якому кількість хромосом зменшується в 2 рази. З одного диплоїдного освіти з'являються два гаплоидных. В цей час протікають процеси спіралізаціі ДНК, що утворюється веретено поділу. Крім цього, у профазі здійснюється кон'югація гомологічних хромосом. Отримані пари утворюють бивалент. В деяких його місцях хроматиди перехрещуються. Цей процес називається кросинговером. Завершальним етапом є так званий другий мейоз. Це ділення, при якому утворюються клітини з гаплоидным набором хромосом, що складаються з однієї хроматиди. У результаті описаних процесів з одного диплоїдного освіти (оогония або сперматогония) виходить 4 клітини. Біологічним значенням мейозу є утворення клітин, які забезпечують статеве розмноження тварин або спороутворення у вищих тварин. Саме такий спосіб відтворення гарантує підтримання генетичної сталості видів.

Особливості статевого і безстатевого відтворення організмів

В залежності від того, яким чином діляться клітини для отримання потомства, виділяють різні види цього процесу. Окремо треба відзначити, що виживання багатьох організмів до мінливих умовах обумовлено як раз тим, що вони можуть поєднувати різні способи розмноження. Звичайно, статеве і безстатеве відтворення собі подібних організмів істотно відрізняється. Таблиця видів розмноження допоможе зрозуміти, в чому полягає принципова різниця.

Ключові моменти



Безстатевий спосіб



Статевий спосіб



Число батьківських особин



Одна



Дві



Процес розмноження



Стадія мейозу відсутня, гамети не утворюються



Мейоз є обов'язковою стадією, яка перешкоджає подвоєнню хромосом у майбутніх поколіннях. В результаті утворюються гаплоїдні гамети, ядра яких зливаються і утворюють диплоидную зиготу



Отримане потомство



Дочірні особини ідентичні батьківським, генетична мінливість можлива лише при випадкових мутації



Нащадки відрізняються від батьків, є генетична мінливість. Вона з'являється завдяки рекомбінації генів.



Організми, для яких характерний спосіб розмноження



Нижчі тварини, мікроорганізми



Більшість рослин і тварин

Зрозуміло, що статеві форми розмноження організмів є більш досконалими. Але безстатевий спосіб гарантує швидке відтворення великої кількості нащадків. При статевому розмноженні чисельність дочірніх організмів зростає не так інтенсивно.