Способността на живите същества да възпроизвеждат себеподобните си се нарича размножаване. В този случай генетичният материал се предава на потомството, а родителските характеристики в една или друга степен ще бъдат присъщи на получените дъщерни организми.
Видове размножаване
Учените разграничават две основни форми на размножаване на организмите. Може да бъде полов или асексуален. В първия случай са необходими 2 индивида за възпроизвеждане на потомство, а във втория е достатъчен само един.
При безполовото размножаване нов организъм възниква от соматичните клетки. В природата има няколко начина за възпроизвеждане на потомство без участието на гениталиите. Те включват вегетативно размножаване, пъпкуване, фрагментация, спорулация, разделяне, клониране.
При половото размножаване нови организми се произвеждат чрез сливането на специализирани полови клетки, наречени гамети, и последващото образуване на зигота. Този метод е по-прогресивен в сравнение с асексуалния.
Сравнение на ползите
Струва си да се отбележи, че и двата метода на възпроизвеждане имат своите предимства. Например биолозите подчертават следните предимства на асексуалното размножаване:
- способността за възпроизвеждане на значителен брой индивиди;
- потомството е подобно на родителския организъм във всички отношения.
Този метод за възпроизвеждане на нови индивиди дава възможност бързо да се получат множество ползи за видовете, които живеят в постоянни условия. Именно бързото, многобройно и точно възпроизвеждане на копия на майчиния организъм е смисълът на безполовото размножаване. Този метод за създаване на потомство се използва както от растения, така и от протозои.
Но сексуалното размножаване е характерно за огромното мнозинство от живите същества. Той е в състояние да гарантира генетичното разнообразие на получените дъщерни индивиди. Това им позволява бързо да се адаптират към променящите се условия на живот. В края на краищата, по време на формирането на нов организъм се получава комбинация от гени от родителите.
Видове безполово размножаване на потомството
Има няколко начина за получаване на дъщерни организми без участието на зародишни клетки. Биологията ги изучава всички. Възпроизвеждането, при което видовете дъщерни организми не се променят по никакъв начин, може да се извърши на базата на разделяне на една или няколко клетки.
В първия случай се разграничават следните форми:
- единично или множествено (шизогония) клетъчно делене;
- образуване на спори;
- пъпкуване на едноклетъчни организми.
При разделянето на група клетки класификацията се извършва, както следва:
- фрагментация;
- пъпкуване на многоклетъчни организми (например хидра).
Всеки от тези видове безполово размножаване има свои собствени характеристики.
Форми на размножаване
Най-простият вариант е редовното разделяне. Характерен е за много протозои. Примери за безполово размножаване чрез бинарно делене: амеба, ресничести чехли,
Спорообразуването се счита за широко разпространено. Характерно е за почти всички растения, гъби, някои протозои и прокариотни организми (например бактерии или синьо-зелени водорасли).
Но могат да се дадат и други примери за безполово размножаване на организми. Така че, не забравяйте за фрагментацията. По време на този процес майката се разделя на няколко части. От всеки от тях се образува нов организъм. Например, нишковидното водорасло спирогира може да бъде разкъсано навсякъде. От две части в бъдеще ще се получат два нови организма.
Растенията се характеризират с вегетативно размножаване. Според принципа на процесите не се различава от пъпкуване или фрагментиране. Растението може да образува специални структури, необходими за възпроизводството. Също така е възможно появата на дъщерен организъм от част от тялото на майката.
Полово размножаване
Повечето живи същества възпроизвеждат подобни организми чрез смесване на генетичния материал на два индивида. За да направите това, две гамети се сливат, което води до диплоидна зигота. В процеса на развитие той се превръща в пълноценен нов организъм. Сексуалните форми на възпроизводство на организми са характерни за някои цъфтящи растения, повечето животни и, разбира се, хората.
Има два вида гамети – мъжки и женски. Ако един вид е двудомен, тогава всеки клетъчен тип се произвежда съответно от мъжки и женски индивиди. Някои организми са способни да произвеждат и двата вида гамети независимо. В този случай те се наричат хермафродити.
Възможен е и вариант на половото размножаване, в който не участват гамети. Това са видове като конюгация, гаметангиогамия, апогамия, хологамия.
Процес на възпроизвеждане
Всички организми са изградени от клетки. Техният растеж и развитие са възможни поради факта, че те непрекъснато се размножават. По време на живота някои клетки стареят и умират. Те се заменят с други. Единственият начин за производство на нови клетки е чрез разделяне на техните предшественици. Това е жизненоважен процес за всяко живо същество. Например, в човешкото тяло всяка секунда се разделят няколко милиона от тези структурни единици.
Биолозите са описали три начина за възпроизвеждане на клетките. Директното делене се нарича амитоза, индиректното делене се нарича митоза, а редукционното делене се нарича мейоза. Независимо от формата на възпроизводство на организмите, тези процеси протичат във всеки от тях.
Амитоза и митоза
Най-рядко срещаният и слабо проучен метод за клетъчно делене е амитозата. При този процес ядрото се отделя от стеснение. В същото време е невъзможно да се осигури равномерно разпределение на генетичния материал. Клетка, която се е разделила чрез амитоза, в повечето случаи не може да продължи да влиза в нормалния митотичен цикъл. Затова тя се смята за обречена на смърт.
Универсалният метод за размножаване на еукариотните клетки е митозата. В животинските клетки обикновено се извършва в рамките на един час. Биологичното значение на размножаването не бива да се подценява, защото именно благодарение на него се осигурява развитието и растежа на всички организми.
Етапи на митоза
Последователността на всички процеси, протичащи по време на образуването на нови клетки, се нарича клетъчен цикъл. Състои се от три етапа: интерфаза, митоза, цитокинеза. Продължителността на цикъла зависи както от видовете клетки, така и от външни фактори. Температура, наличност на хранителни вещества и влияние на кислорода. Например в чревния епител такова образуване на нови клетки става на всеки 8-10 минути, в бактериите - на всеки 20 минути.
Процесът започва с интерфаза. По това време протичат интензивни процеси на растеж. Произвеждат се вещества, които помагат на клетката да расте и изпълнява всички възложени й функции. По време на интерфазата се извършва репликация на ДНК.
Всички необходими вещества за тези процеси се съхраняват през предварителния етап - интерфаза. Всеки етап на делене се състои от четири периода: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Същите фази протичат по време на митозата, но всеки процес има свои собствени характеристики.
Първата мейоза е клетъчно делене, при което броят на хромозомите намалява 2 пъти. От една диплоидна формация се появяват две хаплоидни. По това време протичат процеси на спирализиране на ДНК и се образува вретено на делене. В допълнение, конюгацията се извършва в профаза. Получените двойки образуват бивалент. На някои места хроматидите се пресичат. Този процес се нарича кросингоувър.
Последният етап е така наречената втора мейоза. Това е разделение, което произвежда клетки с хаплоиден набор от хромозоми, състоящ се от един хроматид. В резултат на описаните процеси от една диплоидна формация (оогоний или сперматогония) възникват 4 клетки.
Биологичното значение на мейозата е образуването на клетки, които осигуряват сексуално размножаване при животни или спорулация при висши животни. Именно този метод на размножаване гарантира запазването на генетичното постоянство на вида.
Характеристики на половото и безполовото размножаване на организмите
В зависимост от това как клетките се делят, за да произведат потомство, се разграничават различни видове този процес. Отделно трябва да се отбележи, че оцеляването на много организми при променящи се условия се дължи именно на факта, че те могат да комбинират различни методи на възпроизвеждане.
Разбира се, сексуалното и безполовото размножаване на подобни организми е значително различно. Таблицата с видовете разплод ще ви помогне да разберете каква е основната разлика.
Ключови точки | Безполов начин | Сексуален метод |
Брой родители | ||
Процес на възпроизвеждане | Няма етап на мейоза, не се образуват гамети | Мейозата е задължителен етап, който предотвратява удвояването на хромозомите в бъдещите поколения. Резултатът е хаплоидни гамети, чиито ядра се сливат, за да образуват диплоидна зигота. |
Получено потомство | Дъщерните индивиди са идентични с родителите си; генетичната променливост е възможна само чрез случайни мутации | Потомството се различава от родителите и има генетична променливост. Появява се поради генна рекомбинация. |
Организми, които имат характерен начин на размножаване | Нисши животни, микроорганизми | Повечето растения и животни |
Ясно е, че половите форми на размножаване на организмите са по-напреднали. Но асексуалният метод гарантира бързото възпроизвеждане на голям брой потомци. По време на половото размножаване броят на дъщерните организми не нараства толкова интензивно.
