Содержание

Бесполое и половое размножение растений. Биология, 6 класс: уроки, тесты, задания.

1. Типы размножения земляники

Сложность: лёгкое

1
2. Способы размножения растений

Сложность: лёгкое

1
3. Опыление

Сложность: лёгкое

1
4. Органы вегетативного размножения растений

Сложность: среднее

1
5. Составь инструкцию по прививке растений

Сложность: среднее

3
6. Определи способ вегетативного размножения растений

Сложность: среднее

2
7. Особенности размножения споровых растений

Сложность: сложное

2
8. Размножение многоклеточных водорослей

Сложность: сложное

5
9.
Жизненный цикл мха

Сложность: сложное

9
10. Жизненный цикл папоротника

Сложность: сложное

10
11. Сравнение процесса размножения у папоротников и мхов

Сложность: сложное

5

Бесполое размножение — урок. Биология, 9 класс.

Размножение — способность живых организмов воспроизводить себе подобных.

Различают две основные формы размножения — бесполое и половое.

 

Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.  

 

При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.

 

Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.

Способы бесполого размножения

Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.

 

Рис. \(1\). Деление бактерии

 

Рис. \(2\). Деление амёбы

 

Множественное деление (шизогония) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.

  

Спорообразование — размножение некоторых одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью спор.

Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.

Спорами размножаются многие протисты, грибы и растения.

 

Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.

 

Рис. \(3\). Размножение шляпочных грибов

  

Обрати внимание!

Споры бактерий не участвуют в размножении. Их функция — перенесение неблагоприятных условий.

Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм.  У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.

 

Рис. \(4\). Почкование дрожжей

 

Рис. \(5\). Колонии коралловых полипов

  

Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).

 

Рис. \(6\). Восстановление тела из одного луча

у морской звезды

Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.

 

Наиболее характерно для цветковых растений.

 

Рис. \(7\). Способы вегетативного размножения растений 

 

Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония. В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.

 

Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.

 

Такой вид бесполого размножения встречается у броненосцев.

 

У человека полиэмбриония наблюдается при развитии однояйцевых близнецов.

 

Более подробно материал о формах бесполого размножения у растений изложен в теме «Процессы жизнедеятельности растений» (подтема «Размножение растений»).

Источники:

Рис. 1. Деление бактерии. © ЯКласс

Рис. 2. Деление амёбы. © ЯКласс

Рис. 3. Размножение шляпочных грибов. https://image.shutterstock. com/image-illustration/cap-mushrooms-reproduction-by-sport-600w-1701903214

Рис. 4. Почкование дрожжей. https://image.shutterstock.com/image-vector/reproduction-east-cell-600w-1148593709

Рис. 5. Колонии коралловых полипов. https://cdn.pixabay.com/photo/2012/08/11/12/59/aquarium-53993_960_720. 15.10.2021

Рис. 6. Восстановление тела из одного луча у морской звезды. © ЯКласс

Рис. 7. Способы вегетативного размножения растений.

Бесполое и половое размножение: VIKENT.RU

«Биологи показали, что на заре эволюции, многие миллионы лет назад, когда Землю населяли лишь одноклеточные организмы, деление на мужской и женский пол отсутствовало. И в наши дни многие одноклеточные организмы не имеют пола (например, бактерии, амёбы).

Они успешно размножаются путём деления родительского организма или путём почкования и успешно существуют миллионы лет, пережив многих гораздо более сложно устроенных животных. […]

В случае бесполого размножения потомки представляют собой абсолютные генетические копии единственного родителя. И если подобная техника воспроизводства функционирует столь успешно в течение миллионов лет, то зачем некоторым видам понадобилось формировать отличные по полу линии? […]

Очевидно, что если половое размножение получило столь широкое распространение в животном мире, то оно даёт видам какие-то существенные преимущества, выгода от которых с лихвой перекрывает только что рассмотренные недостатки.

Главная выгода полового размножения (и, следовательно, самой сущности феномена пола) состоит в том, что оно обеспечивает оптимальные условия для создания генетического разнообразия и рекомбинации генетического материала в пределах вида. Новые генетические комбинации тестируются отбором и дают возможность виду выжить в случае резко меняющихся условий окружающей среды.

Бесполые формы, успешно существующие в стабильных условиях, оказываются в этом случае неконкурентоспособными, потому что новые генетические комбинации возникают у них только в результате мутаций, а скорость мутаций низкая.

К тому же, у бесполых видов любые негативные мутации приводят к гибели целой линии организмов с одинаковым генотипом, тогда как у видов с половым размножением рецессивные (возможно летальные при данных условиях среды) мутации сохраняются и передаются потомкам. При резкой смене климата или каких-либо существенных катаклизмах в окружающей среде именно такие мутации могут сохранить жизнь своим носителям и обеспечить выживаемость вида.

В «Алисе в Зазеркалье» Красная Королева поясняет Алисе, что необходимо все время быстро бежать, чтобы оставаться на месте, а чтобы попасть куда-либо в другое место нужно бежать, по крайней мере, в два раза быстрее. Эта, казалось бы, откровенная несуразица, как нельзя лучше иллюстрирует сущностную сторону преимуществ полового размножения. Дж. Гамильтон и другие эволюционные биологи первыми обратили внимание на важнейшее преимущество полового размножения: обеспечение интенсивной рекомбинации признаков у потомков в условиях действия быстро меняющего свое направление отбора».

Бутовская М.Л., Тайны пола. Мужчина и женщина в зеркале эволюции, Фрязино, «Век 2», 2004 г., с. 15 и 18.

Бесполое и половое размножение. Мейоз. Гаметогенез

Размножение – это способность воспроизводить потомство, одно из основных свойств живых организмов. Благодаря этому свойству сохраняется непрерывность жизни в растительном и животном мире.

В ходе эволюции возникла два типа размножения бесполое и половое. 

При бесполом размножении одна или несколько клеток тела родительской особи делятся. При этом образуется одна или несколько особей, во всем схожих с родительской. Амёба, инфузория туфелька, эвглена зелёная делаться митозом, то есть деление клетки надвое.  

Бесполое размножение у различных живых организмов может происходить по-разному.

У бактерий перед размножением единственная хромосома удваивается.

Образуются две одинаковые молекулы ДНК, каждая из них прикреплена к цитоплазматической мембране.

Между расходящимися к её полюсам хромосомами образуется перегородка – получается две клетки. И в каждой образовавшейся клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК.

Одна из форм бесполого размножения это вегетативное размножение.

У животных вегетативное размножение осуществляется, либо посредством почкования, либо путём деления участками тела.

Летом при благоприятных условиях гидры размножаются почкованием. Это один из способов вегетативного размножения, при котором дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма.

Сначала на теле гидры несколько клеток начинают делиться. Из ткани материнского организма формируется дочерняя особь – маленькая гидра. У нее образуются рот, щупальца, кишечная полость, связанная с кишечной полостью матери.

Если материнская особь поймала пищу, то ее часть поступает в кишечную полость маленькой гидры. Вскоре маленькая гидра отделяется от материнского организма и прикрепляется к субстрату.  

Почкованием размножаются также многие низшие грибы, например, дрожжи. Сначала на клетке образуется утолщение так называемая почка, которое постепенно превращается в полноценную дочернюю клетку.

По мере роста почки между ней и производящей клеткой образуется перетяжка. Затем молодая клетка отделяется от материнской и развивается самостоятельно.

При вегетативном размножении новые организмы образуются из части материнского.

Делением тела на несколько частей, размножается маленький плоский червь планария. При таком способе размножения тело родительской особи может распадаться на несколько частей. Из каждой части развивается новое животное. Для полной регенерации требуется обычно месяц.

У растений вегетативное размножение осуществляется частями растения.

Когда, дочерний организм может возникнуть из части вегетативного органа.

Многолетние водное растение элодея размножается частями растений. Из почек на стеблевом черенке образуются новые побеги и корни. И хотя элодея в Европе размножается только вегетативно. Она за короткий срок способна заполнить всю поверхность водоёма.

Бесполое размножение позволяет виду в благоприятных условиях быстро распространяться. В этом и заключается биологическое значение бесполого размножения.

Вегетативное размножение широко используется и при растениеводстве. Это самый надёжный способ сохранить особенности того или иного сорта.

Если отрезать от фиалки лист и поместить его во влажную почву. То от листа фиалки начнут отрастать маленькие корешки и листочки.

Значит, лист может дать жизнь новому растению.

Так же растения могут размножаться и побегами. Веточка ивы попав во влажную среду может укорениться.

Люди наблюдали как размножается растение в природе и стали также разводить садовое растение. Нижние ветви крыжовника стелятся по земле и от них отрастают корни. Такие стебли называют отводками. Когда хотят вырастить больше кустов ветви специально прижимают к земле.

Еще один необычный способ вегетативного размножения у растений – усами. Такой тип размножения свойственен землянике.

От каждого стеблика земляники растёт длинный стебель – ус. Там, где усы прижимаются к земле они укореняются. От них отрастают маленькие листочки.

Теперь вы узнали, что не только лист, но и стебель может дать жизнь новому растению.

Растения могут так же размножаться и подземными частями. Картофель, например, размножают клубнями. Зацветёт картофель, а под землёй образуются новые клубни.

Так же картофель можно размножать небольшими частями клубней.

Существуют и другие способы вегетативного размножения.

В процессе эволюции у многих растений появилась способность размножаться особыми клетками спорами. Размножение спорами так же относят к бесполому. Спора имеет оболочку, которая защищает генетический материал клетки от воздействия окружающей среды: холода и засухи.

У папоротника споры образуются в спорангиях, расположенных группами на нижней поверхности листа. Спорангии обладают способностью разбрасывать созревшие споры. При благоприятных условиях из спор вырастает маленькое плоское растеньице – заросток. 

Таким образом при всех способах бесполого размножения новая особь образуется oт одного родительского организма.

Бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность вида. Но при таком способе размножения все потомки имеют абсолютно такой же генотип, что и родительская особь. Поэтому при бесполом размножении не происходит увеличение генетического разнообразия, которое может оказаться очень полезным при изменении условий существования вида.

По этой причине большинство живых организмов на Земле размножаются половым путём.

Сущность полового размножения заключается в слиянии генетической информации родителей, благодаря чему генетическое разнообразие в потомстве увеличивается.

Давайте посмотрим каким образом происходит деление клеток при половом размножении.

Этот особый вид деления называется мейозом.

При мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается в два раза. Это необходимо для постоянства числа хромосом в клетках организма при половом размножении.

То есть диплоидный набор хромосом человека равен 46. Новый человеческий организм возникает в момент слияния гамет яйцеклетки и сперматозоида. Для того чтобы в клетках будущего ребёнка так же было по 46 хромосом, необходимо чтобы в гаметах яйцеклетке и сперматозоиде было по гаплоидному набору хромосом, то есть по 23 хромосомы.

Процесс образования гамет называется мейозом.

Мейоз состоит из двух быстроследующих друг за другом клеточных делений. Мейоз I (первое деление) и мейоз II (второе деление). 

Мейоз I и мейоз II делятся на те же фазы что и митоз. На профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Прежде чем вступить в мейоз делящейся клетка проходит через интерфазу.

В ходе эс-фазы ДНК в клетке удваивается благодаря репликации.

Такие удвоенные хромосомы называются сестринскими хроматидами.

В профазу первого деления, гомологичные хромосомы тесно сближаются- коньюгируют. 

Гомологичные хромосомы — это хромосомы, которые содержат один и тот же набор генов и сходны по морфологическому строению.

Сближенные гомологичные хромосомы обмениваются одинаковыми участками. Получается так что ДНК одной гомологичной хромосомы окажется соединённой с ДНК другой гомологичной хромосомы.

Возникают новые сочетания генов и новые комбинации наследственных свойств.

Перекрёст гомологичных хромосом с обменом участками хроматид, называется кроссинговером

После кроссинговера уже изменённые хромосомы отталкиваются друг от друга, но располагаются парами близко друг к другу.

Одновременно претерпевают изменения и другие клеточные структуры. Ядерная оболочка и ядрышко исчезает. Формируется два полюса деления клетки. Образуются нити веретена деления.

В метафазе первого деления первого мейоза нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом, которые образуют пары таким образом, что от каждой центромеры идёт лишь одна нить к одному из полюсов клетки. 

Во время анафазы I гомологичные хромосомы разделяются и расходятся к разным полюсам клетки. Центромеры не делятся и в итоге расходиться половинный набор хромосом. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

В телофазе первого деления у полюсов собирается одинарный набор хромосом.

Восстанавливается ядерная оболочка и материнская клетка делиться на две гаплоидные клетки.

Второе деление мейоза следует сразу же после первого.

Оно сходно с митозом только клети содержат гаплоидный набор хромосом. И процессы происходят параллельно в двух клетках.

Профаза II непродолжительна.

Центриоли клеточного центра расходиться к полюсам клетки. Из микротрубочек – белковых структур которые являются частью цитоскилета начинает формироваться веретено деления.

В метафазе II второго деления мейоза хромосомы прикрепляются к нитям веретена деления. К каждой центромере прикрепляется по 2 нити. Хромосомы выстраиваются на экваторе.

В анафазе II как и при митозе, происходит разделение центромер. И каждая хроматида становиться самостоятельной хромосомой.

Нити веретена деления перемещают хромосомы к противоположным полюсам клетки.

В телофазе II второго деления мейоза. Завершается расхождение хромосом к полюсам. И начинается деление самих клеток.    

Таким образом в результате двух делений мейоза из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных.

И при этом достигается огромное разнообразие гамет у каждого организма.

Следовательно, зрелые половые клетки содержат гаплоидный набор хромосом.

Этим они и отличаются от диплоидных соматических клеток.

Процесс созревания половых клеток ─ гаметогенез

При половом размножении потомство возникает в результате слияния двух гамет.

Гаметы или половые клетки формируются у животных в половых железах. У самцов в семенниках образуются сперматозоиды, а у самок в яичниках яйцеклетки.

Яйцеклетки неподвижны, они обычно крупнее сперматозоидов, так как содержат большие запасы питательных веществ.

Сперматозоиды подвижны. Они состоят из головки, шейки и хвостика. В шейке содержаться митохондрии. В которых образуется АТФ − энергия необходимая для движения. В головке расположено ядро, которое содержит гаплоидный набор хромосом.

Теперь давайте посмотри, как образуются половые клетки.

Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенез. Процесс образования яйцеклетки называется оогенез.

Выделяют несколько стадий гаметогенеза.

Первая стадия период размножения.

В первую стадию гаметогенеза первичные половые клетки (сперматогонии и оогонии) делаться митозом.

Сперматогонии превращаются в сперматоциты первого порядка.

А оогоний становится ооцитом первого порядка.

Во второй стадии гаметогенеза – периоде роста клетки увеличиваются в размерах.

Будующие сперматозоиды увеличиваются незначительно, а вот бедующие яйцеклетки увеличиваются в несколько раз.

Затем наступает третья стадия формирования гамет – период созревания.

В этот период проходят одно за другим два мейотических деления.

В результате первого деления из одного сперматоцита первого порядка образуется два сперматоцита второго порядка.

После второго деления из каждого сперматоцита второго порядка возникают две гаплоидные клетки — сперматиды. Таким образом, из одной исходной клетки, вступившей в мейоз, образуются четыре сперматиды.

Они имеют гаплоидный набор хромосом. В стадии формирования сперматиды превращаются в сперматозоиды.

Рассмотрим период созревания при оогенезе.

После цитокинеза мейоза получается одна крупная клетка, содержащая практически всю цитоплазму (ооцит второго порядка), другая — мелкая, состоящая по существу из ядра с минимальным количеством цитоплазмы. Эту клетку называют 1-м редукционным тельцем.

После второго деления мейоза, появляется крупная яйцеклетка, или оотида, и 2-е редукционное тельце. Первое редукционное тельце, как правило, тоже делится. Таким образом, возникают четыре гаплоидные клетки.

В отличие от сперматогенеза, где образующиеся в ходе мейоза клетки равноценны друг другу, при формировании женских половых клеток результатом мейоза является одна готовая к оплодотворению яйцеклетка и три редукционных тельца, которые со временем дегенерируют.

Значит у самца в процессе сперматогенеза из диплоидных спермогониев содержащих двойной набор хромосом 2n (два эн) образуются 4 гаплоидные сперматиды. Из них формируются сперматозоиды, которые также содержат гаплоидный набор хромосом.

У самки в процессе оогенеза, из оогонии (содержащей двойной набор хромосом), образуется ооцит, а затем и гаплоидная яйцеклетка.

Затем половые клетки (гаметы) сперматозоид и яйцеклетка сливаются, образуя зиготу. Которая даст начало новому организму.

 

 

бесполое и половое. Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень

19. Размножение: бесполое и половое

Вспомните!

Какие два основных типа размножения существуют в природе?

Что такое вегетативное размножение?

Какой набор хромосом называют гаплоидным; диплоидным?

Каждую секунду на Земле гибнут десятки тысяч организмов. Одни от старости, другие из-за болезней, третьих съедают хищники… Мы срываем в саду цветок, наступаем случайно на муравья, убиваем укусившего нас комара и ловим на озере щуку. Каждый организм смертен, поэтому любой вид должен заботиться о том, чтобы его численность не уменьшалась. Смертность одних особей компенсируется рождением других.

Способность к размножению является одним из основных свойств живой материи. Размножение, т. е. воспроизведение себе подобных, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. В процессе размножения происходит точное воспроизведение и передача генетической информации от родительского поколения следующему, дочернему, что обеспечивает существование вида на протяжении длительного времени, несмотря на гибель отдельных особей. В основе размножения лежит способность клетки к делению, а передача генетической информации обеспечивает материальную преемственность поколений любого вида. Для того чтобы особь смогла воспроизводить себе подобных, т. е. стать способной к размножению, она должна вырасти и достичь определённой стадии развития. Не все организмы доживают до репродуктивного периода и не все оставляют потомство, поэтому, чтобы поддержать существование вида, каждое поколение должно производить потомков больше, чем было родителей. Свойства живых организмов – рост, развитие и размножение – неразрывно связаны друг с другом.

Все виды организмов способны к размножению. Даже вирусы – неклеточная форма жизни – пусть не самостоятельно, но тоже размножаются в клетках организма-хозяина. В процессе эволюции в природе возникло несколько способов размножения, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. Все разнообразные формы размножения можно объединить в два основных типа – бесполое и половое.

Бесполое размножение. Этот тип размножения происходит без образования специализированных половых клеток (гамет), и для его осуществления необходим только один организм. Новая особь развивается из одной или нескольких соматических (неполовых) клеток материнского организма и является его абсолютной копией. Генетически однородное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном.

Бесполое размножение является наиболее древней формой размножения, поэтому особенно широко оно распространено у одноклеточных организмов, но встречается и среди многоклеточных.

Существует несколько способов бесполого размножения.

Деление. Прокариотические организмы (бактерии и синезелёные водоросли) размножаются путём простого деления, которому предшествует удвоение единственной кольцевой молекулы ДНК.

Митотическим делением на две и более клеток размножаются простейшие (амёбы, инфузории, жгутиковые) (рис. 60) и одноклеточные зелёные водоросли.

У некоторых простейших (малярийный плазмодий) встречается особый способ бесполого размножения, так называемая шизогония. Ядро материнской особи делится несколько раз подряд без деления цитоплазмы, а затем образовавшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерных клеток.

Спорообразование. Этот способ размножения характерен в основном для грибов и растений. Специализированные клетки – споры – могут образовываться в специальных органах – спорангиях (как это происходит у растений) или открыто, на поверхности организма (как, например, у некоторых плесневых грибов).

Рис. 60. Деление амёбы

Споры продуцируются в огромном количестве и обладают очень малым весом, что облегчает их распространение ветром, а также животными, в основ ном насекомыми.

Вегетативное размножение. Способ бесполого размножения, при котором дочерний организм развивается из группы родительских клеток, называют вегетативным размножением.

Широко распространено такое размножение у растений. В естественных природных условиях оно, как правило, происходит с помощью специализированных частей тела растения. Луковица тюльпана, клубнелуковица гладиолуса, растущий горизонтально подземный стебель (корневище) ириса, ползучий, стелющийся по поверхности почвы стебель ежевики, усы земляники, клубни картофеля и корневые клубни георгина – всё это органы вегетативного размножения растений.

Вегетативное размножение у животных осуществляется двумя основными способами: фрагментацией и почкованием.

Фрагментация – это разделение тела на две и более частей, каждая из которых даёт начало новой полноценной особи. Этот процесс основан на способности к регенерации. Таким способом могут размножаться кольчатые и плоские черви, иглокожие и кишечнополостные.

Фрагментация встречается и в растительном царстве. Зелёная водоросль спирогира размножается обрывками своих нитей, а низшие мхи – кусками слоевища.

Почкование – это образование на теле материнской особи группы клеток – почки, из которой развивается новая особь. В течение некоторого времени дочерняя особь развивается как часть материнского организма, а затем или отделяется от него и переходит к самостоятельному существованию (пресноводный полип гидра), или, продолжая расти, образует собственные почки, формируя колонию (коралловые полипы). Встречается почкование и у одноклеточных организмов – дрожжевых грибов (рис. 61) и некоторых инфузорий.

Половое размножение. Половое размножение – это процесс образования дочернего организма при участии половых клеток – гамет. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух специализированных половых клеток различных организмов. Гаметы, дающие начало дочернему организму, имеют половинный (гаплоидный) набор хромосом данного вида и у животных образуются в результате особого процесса – мейоза (§ 20). Как правило, гаметы бывают двух типов – мужские и женские, и формируются они в специальных органах – половых железах.

Рис. 61. Почкование дрожжевых грибов

Новый организм, возникающий в результате слияния гамет, получает наследственную информацию от обоих родителей: 50 % от матери и 50 % от отца. Будучи похожим на них, он тем не менее обладает собственной уникальной комбинацией генетического материала, которая может оказаться очень удачной для выживания в меняющихся условиях окружающей среды.

Виды, у которых есть и мужские, и женские особи, называют раздельнополыми; к ним относится большинство животных.

Виды, у которых одна и та же особь способна формировать и мужские, и женские гаметы, называют двуполыми или гермафродитными. К таким организмам относятся большинство покрытосеменных растений, многие кишечнополостные, плоские черви и многие кольчатые (малощетинковые и пиявки), некоторые ракообразные и моллюски и даже отдельные виды рыб и пресмыкающихся. Гермафродитизм подразумевает возможность самооплодотворения, что бывает очень важно для организмов, ведущих одиночный образ жизни (например, свиной цепень в организме человека). Правда, следует отметить, что при возможности гермафродиты предпочитают обмениваться половыми клетками друг с другом, осуществляя перекрёстное оплодотворение.

Возникшая в процессе эволюции раздельнополость имела явные преимущества. Появилась возможность объединять генетическую информацию разных особей, формируя новые сочетания и увеличивая генетическое разнообразие вида, что способствовало его приспособлению в изменяющихся условиях обитания. Кроме того, это позволило распределить функции между особями разного пола. У большинства организмов появился половой диморфизм – внешние различия между мужскими и женскими особями (рис. 62).

Значение бесполого и полового размножения. Как бесполое, так и половое размножение обладает рядом достоинств. При половом размножении часто приходится тратить время и энергию на поиски партнёра или терять огромное количество гамет, как происходит при перекрёстном оплодотворении у растений (сколько пыльцы пропадает впустую!). При бесполом размножении продолжение рода происходит проще и численность особей увеличивается гораздо быстрее, но все дочерние особи одинаковы и являются копией материнского организма. Это может быть преимуществом, если вид обитает в неизменных условиях среды. Но для многих видов, чья окружающая среда изменчива и непостоянна, бесполое размножение не обеспечит выживания. Амёба размножается только бесполым путём, а, к примеру, млекопитающие только половым, и каждого «устраивает» его форма размножения. То, что хорошо в одних условиях, может оказаться неподходящим в другой ситуации, поэтому у многих видов существует чередование разных форм размножения, что позволяет им оптимально решать задачу воспроизведения себе подобных в различных условиях обитания.

Рис. 62. Половой диморфизм

Вопросы для повторения и задания

1. Докажите, что размножение – одно из важнейших свойств живой природы.

2. Какие основные типы размножения вам известны?

3.  Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?

4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.

5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении? Аргументируйте свой ответ.

6. Чем половое размножение отличается от бесполого? Сформулируйте определение полового размножения.

7. Подумайте, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения.

Подумайте! Выполните!

1. Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве?

2. Объясните, в чём отличие естественного вегетативного размножения от искусственного.

3. Какой тип размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды? Докажите свою точку зрения.

4. Согласны ли вы с утверждением, что перекрёстное оплодотворение при гермафродитизме биологически более выгодно? Докажите свою точку зрения.

5. Может ли вегетативное размножение у растений осуществляться при помощи неспециализированных частей тела? Если да, то приведите примеры.

6. Докажите, что деление бактерий не является митозом.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Узнайте больше

Споры грибов. Бесполое размножение многих грибов осуществляется с помощью спор. В зависимости от способа образования различают эндогенные и экзогенные споры. Эндогенные споры образуются внутри специальных выростов мицелия – спорангиях. Экзогенные споры называют конидиоспорами (конидиями). Они формируются открыто на специальных гифах. Так размножаются, например, пеницилл и аспергилл.

У высших грибов (базидиальных и сумчатых) гаплоидные споры образуются в ходе полового размножения. В одной зерновке пшеницы, поражённой твёрдой головнёй, образуется от 8 до 20 млн спор, а во всём колосе – до 200 млн. У некоторых видов грибов количество спор, продуцируемых в сутки, достигает 30 млрд! Потери спор очень велики, лишь ничтожная часть их попадает в благоприятные для прорастания условия. Однако те споры, которым «не повезло», могут долго дожидаться своего часа. Так, например, споры головнёвых грибов сохраняют жизнеспособность в течение 25 лет.

Особенности вегетативного размножения. Особенно часто встречаются различные формы вегетативного размножения среди растений, обитающих в суровых климатических условиях – в полярных, высокогорных и степных районах. Неожиданные заморозки в летний день способны погубить цветки или незрелые плоды тундровых растений. Вегетативное размножение позволяет им не зависеть от подобных неожиданностей. Некоторые камнеломки и горец живородящий способны образовывать выводковые почки, которые распространяются подобно семенам, мятлики образуют в соцветиях на месте цветков маленькие дочерние растеньица, способные опадать и укореняться, а сердечник луговой размножается исключительно видоизменёнными дольками перисто-рассечённых листьев.

Повторите и вспомните!

Растения

Искусственное вегетативное размножение растений. При искусственном вегетативном размножении растений человек использует все виды вегетативного размножения, встречающиеся в природе. Однако существуют и дополнительные специальные методы.

Листовые черенки. Сравнительно немногие растения (узамбарская фиалка, бегония, глоксиния) могут восстанавливаться из отрезанных листьев.

Деление куста. Разделение растения с побегами и корнями в продольном направлении на несколько частей, которые затем рассаживают (пионы, флоксы).

Отводки. Нижние ветки растения (смородины, крыжовника) пригибают к земле, фиксируют и присыпают землёй. Когда на ветке образуются придаточные корни, её отрезают от материнского куста и пересаживают.

Прививка. Метод основан на пересадке частей одного или нескольких растений на другое растение, имеющее корневую систему. Растение, имеющее корневую систему, называют подвоем, второе, которое сращивают с подвоем, – привоем. Существуют разные способы прививки. Окулировка – это прививка почкой, или глазком. На небольшом расстоянии от почвы на стволе подвоя делают T-образный разрез, отодвигают кору и под неё вставляют привой – срезанный глазок вместе с плоским кусочком древесины. Затем на место операции накладывают плотную повязку. Через 10–15 дней фрагменты срастаются.

Копулировка – это прививка черенками. При одинаковой толщине подвоя и привоя на них делают косые срезы, прикладывают друг к другу поверхностями срезов и накладывают повязку. Если подвой большего диаметра, черенок прививают в расщеп или под кору.

Аблактировку, или метод сближения, можно использовать, если соединяемые растения растут рядом. На обоих растениях делают одинаковые по длине срезы коры, срезанные поверхности сближают, прикладывают друг к другу и туго забинтовывают вместе. В таком состоянии растения находятся всё лето и зиму.

Цветки: обоеполые и однополые. У большинства видов покрытосеменных растений в цветке находятся и тычинки, в пыльце которых образуются мужские половые клетки – спермии, и пестики, содержащие яйцеклетки.

Однако примерно у четверти видов мужские (тычиночные) и женские (пестичные) цветки развиваются независимо, т. е. формируются однополые цветки. Примерами однополых растений, у которых мужские и женские цветки образуются на разных особях, могут служить облепиха, ива, тополь. Такие растения называют двудомными. У некоторых растений, например у дуба, берёзы, лещины, и мужские, и женские цветки развиваются на одной особи (однодомные растения).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

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.


Другие виды бесполого размножения

Вегетативное размножение (присутствует у высших растений).

Почкование (у грибов дрожжей, кишечнополостных животных)/

Фрагментация (у беспозвоночных животных, например, морских кольчатых червей).

Полиэмбриония — размножение непосредственно в процессе эмбрионального развития, когда

из зиготы появляются несколько зародышей, однояйцевых близнецов всегда одного

пола (человек, броненосцы, наездники).

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 клеткугамету (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.

» Половое и бесполое размножение»

Технологическая карта урока

ГПОУ ЯО ЛАПК

Преподаватель: Нетрусова Надежда Владимировна

Предмет, класс, УМК

Биология, СПО,УМК Сонин.

Тема урока,

№ урока по теме

Половое и бесполое размножение.№5 Тема 3.2. Воспроизведение организмов, его значение. Раздел 3. Организм.

Цель урока

Цель: Обобщение и систематизация знаний о воспроизведение организмов, его биологическом значении, о способах размножения.

Планируемые результаты обучения

Личностные:

Развитие познавательных потребностей на основе интереса к изучению жизнедеятельности организмов; формирование экологической культуры путем показа значения размножения организмов для сохранения численности видов; формирование убеждённости в важной роли биологии в жизни общества.

Предметные: Ученик научится:

1.Характеризовать размножение, как один из этапов индивидуального развития организмов.

2.Выделять существенные признаки полового и бесполого размножения

3. Различать способы бесполого размножения.

4. Различать способы полового размножения.

5. Сравнивать биологические объекты по способу размножения.

Ученик получит возможность научиться:

1. Использовать полученные знания о способах размножения организмов в практической деятельности.

Метапредметные:

Регулятивные. Учащиеся должны уметь:

— распределять рабочее время для выполнения различных заданий;

— корректировать правильность выполнения заданий;

— соотносить свои действия с планируемыми результатами.

Познавательные. Учащиеся должны уметь:

— извлекать информацию из текста, иллюстраций учебника, презентации учителя;

— применять логические приемы анализа – синтеза, сравнения, систематизации для осмысления информации,

— находить закономерности, устанавливать причинно-следственные связи;

Коммуникативные. Учащиеся должны уметь:

— уметь слушать собеседника, понимать и принимать его точку зрения;

— формулировать высказывания, задавать вопросы, адекватные ситуации и учебной задаче; проявлять инициативу в ситуации общения.

Вид используемых на уроке средств обучения и оборудование

ПК, мультимедийный проектор, экран, презентация в формате Power Point, раздаточный материал для работы.

Этап 1. Организационный. Мотивация и самоопределение к деятельности

Задачи

1) Создание комфортной атмосферы для работы, положительный настрой

2) Создание условий для самостоятельной постановки цели урока учениками

3) Актуализация опорных знаний по теме

Длительность этапа

8 мин

Методы и приемы работы

Создание проблемной ситуации, беседа, работа с презентацией.

Деятельность учащихся

Обсуждение вопросов, поставленных учителем в ходе беседы. Формулирование темы и цели урока.

Деятельность преподавателя

Постановка вопросов в ходе беседы, создание проблемной ситуации.

Формируемые УУД

Регулятивные, коммуникативные.

Этап 2. Изучение новых знаний и освоение умений

Задачи

  1. Актуализация знаний о формах размножения организмов;

  2. Выделение существенных признаков бесполого размножения;

  3. Выделение существенных признаков полового размножения;

  4. Характеристика способов бесполого размножения;

  5. Характеристика способов полового размножения;

Длительность этапа

15 мин

Методы и приемы работы

Объяснительно – иллюстративный, проблемно — поисковый

Деятельность учащихся

Работают с источником, заполняют таблицу

Деятельность преподавателя

Совместно с учащимися формулирует проблему, консультирует

Формируемые УУД

Познавательные, коммуникативные

Этап 3. Применение новых знаний и умений на практике

Задачи

Выполнение практической работы: « Сравнение полового и бесполого размножения»

Длительность этапа

10 мин

Методы и приемы работы

Работа в парах, частично-поисковый

Деятельность учащихся

в парах сравнивают, обобщают, полученные данные, делают выводы, заполняют таблицу

Деятельность преподавателя

оказывает помощь в случае затруднений (консультации)

Формируемые УУД

Коммуникативные: умение вести диалог, выслушивать мнение другого человека.

Познавательные: работать с текстом, анализировать, сравнивать, синтезировать, обобщать учебный материал, делать выводы.

Регулятивные: осуществлять взаимоконтроль и самоконтроль; взаимную оценку и самооценку результатов деятельности.

Этап 4. Закрепление изученного материала

Задачи

Контроль усвоения знаний

Длительность этапа

8 мин

Методы и приемы работы

Выполнение заданий разного уровня сложности

Деятельность учащихся

Работают индивидуально, выполняют тест, заполняют таблицу, решают биологические задачи

Деятельность преподавателя

Организует выполнение работы

Формируемые УУД

Познавательные, регулятивные

Этап 5. Информация о домашнем задании

Длительность этапа

1 мин

Деятельность учащихся

Выбирают задание

Деятельность преподавателя

Предлагает разноуровневые домашние задания по выбору,

1 уровень (для всех): параграф 20 учебника

2 уровень:

Используя дополнительные источники информации подготовить сообщение о способах размножения культурных растений.

Формируемые УУД

Личностные (самоопределение)

Регулятивные (оценка, саморегуляция)

Этап 6. Подведение итогов учебного занятия.

Длительность этапа

2 мин

Деятельность учащихся

Оценивают работу друг друга. Сравнивают свою личную успешность и активность по сравнению с предыдущим уроком.

Деятельность преподавателя

Анализирует работу класса, нацеливает на формулирование выводов по уроку и правильное выставление оценок по критериям .

Формируемые УУД

Регулятивные (оценка, саморегуляция)

Познавательные

Этап 7. Рефлексия деятельности (итог урока)

Длительность этапа

1 мин

Деятельность учащихся

Составляют синквейн

Деятельность преподавателя

Предлагает составить синквейн « размножение»

2.36: Бесполое и половое размножение

В этом основное различие между половым и бесполым размножением. Половое размножение просто означает объединение генетического материала от двух родителей. Бесполое размножение дает потомство, генетически идентичное одному родителю.

Размножение: бесполое и половое

Деление клеток — это то, как организмы растут и восстанавливаются. Это также то, сколько организмов производят потомство. Для многих одноклеточных организмов размножение представляет собой аналогичный процесс.Родительская клетка просто делится, образуя две дочерние клетки, идентичные родительской. У многих других организмов участвуют два родителя, и потомство не идентично родителям. На самом деле каждый потомок уникален. Посмотрите на семейство на рисунке ниже. Дети похожи на своих родителей, но не идентичны им. Вместо этого у каждого есть уникальная комбинация характеристик, унаследованных от обоих родителей.

Семейный портрет: мать, дочь, отец и сын.Дети похожи на своих родителей, но никогда не идентичны им. Вы знаете, почему это так?

Размножение — это процесс, посредством которого организмы производят потомство. Это одна из определяющих характеристик живых существ. Различают два основных типа размножения: бесполое размножение и половое размножение.

Бесполое размножение

Бесполое размножение включает родителя-одиночку. Это приводит к потомству, генетически идентичному друг другу и родителю.Так размножаются все прокариоты и некоторые эукариоты. Существует несколько различных способов бесполого размножения. К ним относятся бинарное деление, фрагментация и почкование.

  • Бинарное деление происходит, когда родительская клетка делится на две идентичные дочерние клетки одинакового размера.
  • Фрагментация происходит, когда родительский организм распадается на фрагменты или части, и каждый фрагмент развивается в новый организм. Морская звезда, подобная той, что изображена на рис. ниже, размножается таким образом.Новая морская звезда может развиться из одного луча или руки. Однако морские звезды также способны к половому размножению.
  • Почкование происходит, когда родительская клетка образует пузыревидную почку. Почка остается прикрепленной к родительской клетке, пока она растет и развивается. Когда почка полностью развита, она отрывается от родительской клетки и образует новый организм. Почкование дрожжей показано на рис. ниже.

Бинарное деление в различных одноклеточных организмах (слева). Деление клеток — относительно простой процесс у многих одноклеточных организмов. В конце концов родительская клетка разделится, чтобы сформировать две идентичные дочерние клетки. При множественном делении (справа) многоядерная клетка может делиться, образуя более одной дочерней клетки. Множественное деление чаще наблюдается у протистов.

Морские звезды размножаются фрагментацией, а дрожжи размножаются почкованием. Оба являются типами бесполого размножения.

Бесполое размножение может быть очень быстрым.Это преимущество для многих организмов. Это позволяет им вытеснять другие организмы, которые размножаются медленнее. Бактерии, например, могут делиться несколько раз в час. В идеальных условиях 100 бактерий могут делиться, чтобы произвести миллионы бактериальных клеток всего за несколько часов! Однако большинство бактерий не живут в идеальных условиях. Если бы они это сделали, то вскоре вся поверхность планеты была бы покрыта ими. Вместо этого их воспроизводство контролируется ограниченными ресурсами, хищниками и их собственными отходами. Это справедливо и для большинства других организмов.

Половое размножение

Половое размножение включает двух родителей. Как видно из рисунка ниже, при половом размножении родители производят половые клетки, называемые гаметами , которые объединяются, образуя потомство. Гаметы состоят из гаплоидных клеток. Это означает, что они содержат вдвое меньше хромосом, чем в других клетках организма. Гаметы образуются в результате клеточного деления, называемого мейозом , который подробно описан в следующей концепции.Процесс объединения двух гамет называется оплодотворением . Полученная оплодотворенная клетка называется зиготой . Зигота представляет собой диплоидных клеток, что означает, что она имеет вдвое больше хромосом, чем гамета.

Митоз, мейоз и половое размножение обсуждается на http://www.youtube.com/watch?v=kaSIjIzAtYA.

Примеры бесполого размножения

В бактериях
  • Все прокариоты размножаются бесполым путем, при котором родительская клетка удваивает свою генетическую информацию, а затем разделяется, образуя две идентичные дочерние клетки.
  • Одним из наиболее распространенных процессов бесполого деления у бактерий является деление, при котором одна родительская клетка делится с образованием двух или более идентичных дочерних клеток.
  • Кроме того, размножение бактерий также происходит с помощью других процессов, включающих горизонтальный перенос генов, когда гены передаются от одного организма к другому, а не вертикально от родителей к ребенку.
  • Эта форма размножения называется бесполой, так как процесс не включает образование или слияние гамет.
  • Другие формы бесполого размножения, такие как почкование, также наблюдаются у других видов бактерий.
  • Бесполое размножение имеет важное значение для бактерий, поскольку оно позволяет им быстро размножаться, что является их стратегией выживания.
  • Бактерии — примитивные живые существа, у них нет специализированных органов или клеток для полового размножения.
  • Все бактериальные клетки способны к бесполому размножению в зависимости от стадии их развития и условий окружающей среды.

Партеногенез у скальных ящериц
  • Большинство многоклеточных животных, включая беспозвоночных и позвоночных, размножаются в основном половым путем, но некоторые ящерицы, такие как скальная ящерица, гекконы и змеи, размножаются партеногенезом.
  • Эти бесполые виды образуются в результате гибридизации двух или более половых видов, образующих полиплоидные виды.
  • Точный механизм этого процесса еще не ясен, но было замечено, что несколько событий гибридизации происходят одновременно.
  • Как и все другие методы бесполого размножения, партеногенез также вызывает уменьшение генетического разнообразия среди особей.
  • Бесполые ящерицы также чаще всего самки, и предполагается, что их поведение связано с гормональным циклом организма. Однако считается, что стимуляция партеногенеза создается за счет стимулов брачного поведения, которые являются остатками их прошлого полового размножения.
  • Партеногенез у самцов не наблюдается из-за их генетической несовместимости.
  • Некоторые из этих ящериц являются обязательными партеногенетическими, в то время как другие являются факультативными партеногенетическими.

Примеры полового размножения Половое размножение у животных

  • Большинство высших животных размножаются половым путем путем слияния мужских и женских гамет в процессе оплодотворения.
  • Процесс полового размножения у животных протекает через сложный цикл, состоящий из митотических и мейотических делений клеток.
  • У животных хорошо определяются репродуктивные органы и репродуктивные клетки. Затем эти клетки подвергаются мейотическим делениям с образованием гаплоидных гамет. Мужские гаметы называются сперматозоидами, тогда как женские гаметы называются яйцеклетками.
  • Процесс оплодотворения может быть как внутренним, так и внешним. В любом случае мужская гамета сливается с женской гаметой, образуя диплоидную зиготу. Затем зигота развивается, чтобы со временем сформировать новый организм.
  • Размножение также может быть сезонным у некоторых животных, таких как лягушки, которые размножаются только в сезон дождей.
  • Большинство животных одноклеточные и, таким образом, производят одну из двух гамет, но некоторые могут быть гермафродитами, которые производят как мужские, так и женские гаметы.
Половое размножение у растений
  • Половое размножение у растений похоже на половое размножение тем, что участвуют мужские и женские гаметы, которые позже сливаются, образуя диплоидную зиготу.
  • Как и у животных, репродуктивные органы и репродуктивные клетки хорошо определены и у растений.Мужской репродуктивный орган образует гаплоидную мужскую гамету, называемую пыльцевыми зернами, а женская репродуктивная часть образует женскую гамету, называемую яйцеклеткой или яйцеклеткой.
  • Процесс оплодотворения у растений происходит после опыления, во время которого мужская гамета перемещается от одного тела растения к другому для размножения.
  • Оплодотворение у растений может быть как самоопылением, так и перекрестным опылением в зависимости от количества особей, участвующих в процессе.
  • Пыльцевые зерна достигают женских половых органов путем опыления, после чего сливаются с женской гаметой, образуя зиготу.
  • Затем зигота превращается в плод с семенами, которые затем используются для производства новых организмов.

Ссылки и источники
  • 1% – https://www.britannica.com/science/bacteria/Exchange-of-genetic-information
  • 1% – https://pediaa.com/difference-between-sexual-and-asexual-reproduction/
  • 1% – https://byjus.com/biology/reproduction/
  • 1% — https://biodifferences.com/difference-between-internal-and-external-fertilization.html
  • <1% – https://www.toppr.com/guides/science/reproduction-in-plants/sexual-reproduction-in-plant/
  • <1% – https://www.toppr.com/guides/biology/reproduction-in-animals/asexual-mode-of-reproduction/
  • <1% – https://www. thoughtco.com/parthenogenesis-373474
  • <1% – https://www.thoughtco.com/genetic-variation-373457
  • <1% – https://www.thoughtco.com/bacterial-reproduction-373273
  • <1% — https://www.quora.com/Whats-the-difference-between-gametes-and-haploids
  • <1% — https://www.разницамежду.com/разница-между-себя-и-против-перекрестного оплодотворения/
  • <1% — https://www.differencebetween.com/difference-between-male-and-vs-female-gametes/
  • <1% – https://www.britannica.com/science/mitosis
  • <1% – https://www.britannica.com/science/fertilization-reproduction
  • <1% — https://www.answers.com/Q/How_does_a_new_organism_develop
  • <1% — https://simple.wikipedia.org/wiki/Binary_fission
  • <1% — https://quizlet.com/303356332/глава-22-виды-разновидности-флеш-карты/
  • <1% – https://quizlet.com/238561846/chapter-9-biol-1408-flash-cards/
  • <1% – https://quizlet.com/20374133/bio-test-flash-cards/
  • <1% – https://opentextbc. ca/biology/chapter/13-1-how-animals-reproduce/
  • <1% – https://en.wikipedia.org/wiki/Sexual_reproduction
  • <1% – https://en.wikipedia.org/wiki/Pollen_tube
  • <1% – https://en.wikipedia.org/wiki/Asexual_reproduction
  • <1% — https://d2cyt36b7wnvt9.cloudfront.net/exams/wp-content/uploads/2019/07/17210528/NCERT_G7_BOC_Biology_Reproduction-in-plants.pdf
  • <1% – https://courses.lumenlearning.com/boundless-biology/chapter/fertilization/
  • <1% – https://byjus.com/biology/reproduction-in-animals/
  • <1% – https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Book%3A_Introductory_Biology_(CK-12)/02%3A_Cell_Biology/2.36%3A_Asexual_vs._Sexual_Reproduction
  • <1% — https://ответы.yahoo.com/question/index?qid=20101108162507AA6zWGE

Бесполое и половое размножение: сравнение и характеристики — видео и стенограмма урока

Бесполое размножение

Если организм использует митоз как средство размножения, говорят, что он размножается бесполым путем. Бесполое размножение также известно как вегетативное размножение . Как мы видели, митоз предназначен для точного создания двух дочерних клеток с геномами, идентичными материнской клетке.Каждая новая клетка является клоном исходной клетки.

При бесполом размножении клетки делятся митозом, в результате чего образуются две идентичные клетки.

Бесполое размножение является эффективной стратегией для многих организмов. Это очень эффективно, потому что помощник не требуется. А затраты времени и энергии для родителя невелики, потому что нет потомства, которое нужно было бы выращивать.

Однако эта стратегия дает мало возможностей для изменения генетического состава организмов, размножающихся бесполым путем.Поскольку все особи данной популяции организмов, размножающихся бесполым путем, являются клонами, они имеют одни и те же слабости. Следовательно, вся популяция может погибнуть, если произойдет серьезное изменение окружающей среды.

Половое размножение

Альтернативная стратегия, известная как половое размножение , дает возможность внести генетическую изменчивость в популяцию. При половом размножении потомство производится из генетического материала двух разных особей: матери потомства и отца.

Каждый родитель вносит половину генетического материала, необходимого потомству в виде гамет клетки. Напомним, что гамета – это специализированная половая клетка, вырабатываемая каждым родителем для полового размножения. Самка дает яйцеклетку, которая оплодотворяется мужской сперматозоидом. Во время оплодотворения гаплоидные мужские и женские гаметы сливаются, образуя единую диплоидную клетку, которая затем может продуцировать остальные клетки многоклеточного организма посредством митоза.

Но откуда берутся все эти гаметы? Митоз не принесет нам никакой пользы, если мы начнем с диплоидной клетки, потому что митоз только позволит нам создать больше диплоидных клеток.И гаметы должны быть гаплоидными, потому что, если мы объединим диплоидные клетки, мы получим клетку со слишком большим количеством хромосом. Чтобы решить эту проблему, организмы, размножающиеся половым путем, развили второй специализированный тип деления клеток, известный как мейоз.

Мейоз — тип деления клеток, развившийся при половом размножении с образованием гаплоидных клеток.

Стратегия мейоза

Целью мейоза является получение клеток с половиной нормального генетического содержания, присутствующего в организме.Поскольку мейоз и митоз являются типами клеточного деления, они имеют много схожих структур и стратегий.

Например, репликация ДНК предшествует обоим типам деления. Хромосомная конденсация и веретенообразный аппарат являются ключевыми стратегиями маневрирования хромосом в каждом случае. Однако, в отличие от митоза, при котором две клетки являются точными копиями, основная цель мейоза — уменьшить число хромосом в клетке вдвое.

Если у диплоидного организма есть две копии каждой хромосомы, они получают одну от мамы и одну от папы. Это означает, что каждый родитель должен был поместить в свою гамету только одну копию каждой хромосомы. Например, мама жертвует одну из своих копий первой хромосомы, как и папа. То же самое верно для второй, третьей, четвертой хромосомы и так далее.

При половом размножении каждый родитель вносит в гамету по одной копии каждой хромосомы.

Но тут возникает другой вопрос. В настоящее время у нас нет способа идентифицировать гомологов и гарантировать, что каждая клетка получит одну копию.Как организм может достичь этой цели? Как мы увидим, ответ природы на этот вопрос не только делает возможным мейоз, но также будет иметь важные последствия для наследования генетической информации.

Краткий обзор урока

Таким образом, бесполое размножение — это форма размножения от одного родителя, основанная на митозе. Половое размножение — это форма размножения, при которой потомство происходит от союза гамет двух генетически разных родителей. Гамета представляет собой специализированную половую клетку, вырабатываемую каждым родителем для полового размножения. Мейоз — это особый тип клеточного деления, при котором образуются гаметы для полового размножения.

Размножение: паразиты выбирают лучшее из обоих миров

Большинство популяций животных производят генетически отличное потомство посредством полового размножения. Однако небольшое меньшинство животных использует бесполое размножение для производства потомства, генетически идентичного родителю.Обе стратегии имеют свои преимущества и недостатки, и некоторые животные фактически чередуют половое и бесполое размножение (Decaestecker et al., 2009).

Большинство паразитов размножаются бесполым путем, но они могут переключиться на половое размножение, чтобы способствовать разнообразию и оставаться заразными. Некоторые виды паразитов могут даже размножаться половым путем с другими видами посредством процесса, называемого гибридизацией. Например, некоторые шистосомные плоские черви могут инфицировать более широкий круг хозяев в результате спаривания вида, заражающего крупного рогатого скота, с видом, заражающим человека (Huyse et al., 2009). Это демонстрирует, как изменчивость, вызванная гибридизацией, может увеличить распространение болезни.

Другим паразитом, размножающимся как половым, так и бесполым путем, является грибок Podosphaera plantaginis , который обычно заражает виды растений Plantago lanceolata , широко известные как подорожник обыкновенный (рис. 1). Эти грибы размножаются бесполым путем, производя инфекционные споры на протяжении всего своего жизненного цикла. Когда вегетационный период хосты подходит к концу P.plantaginis образуют покоящиеся споры, способные пережить зиму. Эти споры могут образовываться либо в результате спаривания, либо в результате бесполого процесса, известного как гаплоидное самоопыление, при котором споры одного и того же организма «спариваются» друг с другом (Tollenaere and Laine, 2013; рисунок 1). Однако половое размножение обходится гораздо дороже, что ставит вопрос о том, почему патогены продолжают придерживаться этой репродуктивной стратегии.

Упрощенный жизненный цикл грибка
P.подорожник.

Грибок P. plantaginis может размножаться как бесполым (слева), так и половым путем (справа). В течение вегетационного периода P. plantaginis заражают хозяина путем бесполого размножения генетически идентичными клональными спорами (обозначены пунктирной линией). Когда вегетационный период растения-хозяина подходит к концу, P. plantaginis производит плодовое тело, известное как хазмотеции, которое содержит покоящиеся споры, способные пережить зиму: они могут либо воспроизводиться бесполым путем с помощью процесса, известного как гаплоидное самоопыление (слева ) или половым путем через спаривание (справа). Когда начинается следующий вегетационный период, паразиты могут снова появиться из этих покоящихся спор и заразить хозяина.

Изображение предоставлено Lore Bulteel (CC BY 4.0).

Одно из возможных объяснений исходит из эволюционной теории, известной как гипотеза Красной Королевы. Хозяева и виды паразитов постоянно эволюционируют вместе, чтобы превзойти друг друга: хозяева коэволюционируют с повышенной сопротивляемостью, в то время как паразиты увеличивают свою способность заражать. Гипотеза Красной Королевы предполагает, что хозяева с коэволюционирующим паразитом с большей вероятностью будут размножаться половым путем, чтобы увеличить генетическую изменчивость своего потомства, чтобы у них было больше шансов избежать заражения.Затем паразиты могут быстро и непрерывно развиваться в ответ на продолжающуюся эволюцию защиты хозяина. Таким образом, эта гонка вооружений между хозяином и паразитом дает эволюционное преимущество, помогая поддерживать генетическую изменчивость в популяции (Koskella and Lively, 2009; Decaestecker and King, 2019).

Временной лаг в совместной эволюции между этими двумя организмами во многом зависит от эволюционного потенциала (способности генетически адаптироваться в ответ на давление окружающей среды) паразита (Gandon et al., 2008). Однако большая часть доказательств, подтверждающих гипотезу Красной Королевы, была получена от популяций хозяев, а эволюционные и экологические преимущества полового размножения у паразитов почти не описаны. Теперь в eLife Юкка П. Сирен из Университета Аалто и его коллеги из Хельсинкского, Цюрихского и Лионского университетов, в том числе Анна-Лиза Лейн в качестве первого автора, сообщают о доказательствах сохранения полового размножения в субпопуляциях грибкового паразита . П.plantaginis (Laine et al., 2019).

Лайне и др. отслеживали жизненный цикл субпопуляций P. plantaginis на Аландских островах в Финляндии в течение четырех лет подряд. Анализ последовательностей ДНК каждого экземпляров P. plantaginis показал, что каждый год образуется ряд новых генотипов, что позволяет предположить, что половое размножение распространено среди этого вида грибов. Чтобы произошло половое размножение, по крайней мере два генотипически разных паразита должны заразить одного и того же хозяина, чтобы они могли быть достаточно близки для обмена генетическим материалом.Лэйн и др. показали, что количество коинфицированных образцов пространственно варьировалось в популяции. Было также обнаружено, что P. plantaginis с повышенным числом коинфекций имеет большее количество новых генотипов, что позволяет предположить наличие локальных горячих точек генетического разнообразия.

Дальнейшая работа показала, что эти популяции с более высокой распространенностью коинфекций (и, следовательно, полового размножения) также с большей вероятностью пережили зиму и инициировали инфекцию в следующем сезоне.Этот более высокий успех указывает на то, что эти вновь созданные генотипы могут создавать популяции, которые лучше приспособлены для заражения растения-хозяина. Когда начинается вегетационный период, это, в свою очередь, может повлиять на популяцию хозяев и заставить их адаптироваться к более высокой устойчивости.

Субпопуляции хозяев и паразитов будут коэволюционировать с разной скоростью в зависимости от окружающей среды: например, в одном месте паразит может быть впереди в эволюционной гонке вооружений, а в другом побеждает хозяин.Эти различия в скорости эволюции затем отражаются в пространстве, создавая локализованные очаги возникновения новых генотипов (Thompson, 2005). Увеличивая генетическое разнообразие в этих областях, паразиты могут «застраховаться от своих эволюционных ставок» и создавать редкие генотипы, которые имеют более низкую приспособленность, но потенциально могут процветать в определенных стрессовых условиях окружающей среды (Starrfelt and Kokko, 2012). Поэтому было бы интересно изучить, как изменения давления отбора между P. plantaginis и его хозяином влияют на количество покоящихся спор, образующихся половым путем.Этого можно достичь, создав банк покоящихся спор P. plantaginis и отслеживая их инфицирование на протяжении многих лет, чтобы увидеть, как они связаны с эволюционными изменениями (Gaba and Ebert, 2009).

Будущие задачи включают в себя проверку того, можно ли результаты, полученные в этом исследовании, воспроизвести в лабораторных экспериментах, а также распутывание возможного селективного давления и преимуществ полового размножения у паразитов. Также возможно, что генерируемые половым путем генетические изменения паразитов могут влиять на важные экологические процессы: например, генетическая изменчивость паразитов может привести к изменению формы хозяина, которое затем распространяется по всей популяции и разрушает всю экосистему.Эти изменения в экосистеме могут затем подпитывать эволюционные изменения паразита, что приводит к полной обратной связи эко-коэволюционных взаимодействий.

Секс и одинокая улитка: исследование показывает преимущества полового размножения над бесполым

 

Послушайте репортаж Фарисса Самарраи об этой истории на радио-шоу UVA Today:
Изменение способности к делению на части вместе с процессом сексуализации

ВВЕДЕНИЕ

Многие метазои могут размножаться как бесполым, так и половым путем от популяции к популяции внутри вида (Bell, 1982). Они изменяют способы размножения, предположительно, в зависимости от обстоятельств окружающей среды и/или фазы жизненного цикла. Однако механизмы, лежащие в основе перехода от бесполого к половому размножению и обратно , у метазоев остаются неизвестными.

Некоторые планарии, особенно представители рода Dugesia, включают как минимум три расы в отношении способа размножения: бесполую расу, половую расу и «физиологическую расу» (Jenkins, 1967). У бесполой расы черви размножаются делением без половых органов. При половой расе черви имеют гермафродитные половые органы, копулируют и затем производят коконы, наполненные несколькими оплодотворенными яйцами.Они вряд ли будут делиться. В физиологической расе черви сезонно переключаются между бесполым и половым размножением. У таких планарий хорошо известно, что даже бесполая раса переходит от бесполого к половому размножению, питаясь половозрелыми планариями (Grasso, Benazzi, 1973; Sakurai, 1981). Недавно мы создали систему анализа для сексуализации штамма OH, исключительно делящегося штамма Dugesia ryukyuensis, путем кормления половозрелыми червями Bdellocephala brunnea, исключительно яйцекладущего вида (Kobayashi et al. , 1999). Эта экспериментальная сексуализация указывает на существование предполагаемого сексуализирующего вещества у B. brunnea. Мы разделили процесс сексуализации на пять отдельных стадий по гистологическим изменениям (рис. 1) и обнаружили, что сексуализация имеет точку невозврата. Перед точкой невозврата черви возвращаются в бесполое состояние, если не поддерживается питание половозрелыми червями B. brunnea, тогда как после точки невозврата черви становятся половыми.Другими словами, черви после точки невозврата больше не нуждаются в питании сексуализирующим веществом, содержащимся в B. brunnea, чтобы сексуализироваться. В этой экспериментальной сексуализации было замечено, что полностью сексуализированные черви не делятся. Это говорит о том, что может иметь место прекращение деления, что вообще является важным событием при переходе от бесполого к половому размножению. До сих пор еще не сообщалось об изменении бесполой способности (делительноспособности) при сексуализации, хотя подробно описан процесс развития половых органов. Хотя, по крайней мере, сексуализирующее вещество непосредственно отвечает за точку невозврата, а именно за приобретение сексуальности, все же остается неясным, является ли связь между сексуализирующим веществом и прекращением деления прямой или косвенной. В этом исследовании мы рассмотрели деление вместе с процессом сексуализации и оценили правильный период прекращения деления в отличие от точки невозврата. Наконец, мы обсудили связь между сексуализирующим веществом и прекращением деления.

Рис. 1

Иллюстрация пяти различных стадий сексуализации. Показаны развитие и топологическое положение репродуктивных органов. Красная область: яичник; синяя область: яичко и семявыносящий проток; желтая область: желточная железа и яйцевод; зеленая область: копулятивный аппарат с половым отверстием. При гистологическом поиске было выявлено, что черви на стадии 0 (штамм ОН) имеют пару неразвитых яичников. Вкратце, на стадии 1 яичники становятся достаточно большими, чтобы быть заметными снаружи, но ни ооциты, ни другие половые органы не обнаруживаются. На 2 стадии в яичниках появляются ооциты. На 3-й стадии появляются зачаточные семенники и копулятивный аппарат, а на 4-й стадии внешне проявляется генитальная пора в копулятивном аппарате, развиваются зачаточные желточные железы и появляются сперматоциты в семенниках. На 5 стадии формируются зрелые желточные железы и в семенниках обнаруживается много зрелых сперматозоидов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные

Исключительно делящийся штамм, штамм OH планарии Dugesia ryukyuensis, представленный доктором Др.С. Исида из Университета Хиросаки поддерживали температуру 20°C в дехлорированной водопроводной воде, кормя ее куриной печенью. После голодания в течение двух-трех недель червей использовали в качестве бесполых реципиентов в эксперименте по кормлению. Дикие популяции Bdellocephala brunnea, исключительно яйцекладущей планарии, были собраны в окрестностях города Ямагата, Япония. Их использовали в качестве пищи для сексуализации червей D. ryukyuensis.

Эксперимент с кормлением проводили, как описано ранее (Kobayashi et al. , 1999). Три группы из пятидесяти червей штамма ОН кормили половозрелыми червями B. brunnea в течение шести недель. Каждую неделю проводилось внешнее наблюдение под бинокулярным микроскопом, чтобы проверить, развиваются ли у реципиентов половые органы (пара яичников и половое отверстие). Ежедневно проверяли деление популяции. В случае деления у реципиентов фрагменты хвоста удаляли, чтобы сохранить плотность популяции (пять червей примерно в 30 мл дехлорированной водопроводной воды), поскольку плотность популяции влияет на процесс сексуализации (Кобаяши и Хоши, неопубликованные данные).

Эксперимент по регенерации

Реципиентов разрезали на префарингеальном уровне бритвой (рис. 2). Фрагменты головы фиксировали 10% формалином в фосфатно-солевом буфере (34 мМ NaCl, 7 мМ KCl, 2,5 мМ Na 2 HPO 4 , 4,5 мМ KH 2 PO 4 , pH 7,4). Фиксированные образцы были обезвожены в этаноле, очищены в ксилоле и помещены в Paraplast Plus™ (Sherwood Medical, Сент-Луис, Миссури). Залитые препараты разрезали на срезы толщиной 4 мкм и окрашивали гематоксилином и эозином.Стадии сексуализации реципиентов определяли по результатам гистологического исследования фрагментов головы по Kobayashi et al. (1999) (рис. 1).

Рис. 2

Схема хирургической абляции у реципиентов. Хирургическая абляция проводилась на префарингеальном уровне. Изображение планарии, расположенной спереди слева. Две большие черные точки представляли пару яичников; белая полоса, черная полоса и белая точка представляли глотку, совокупительный аппарат и половую пору соответственно.У полностью сексуализированных червей были видны яичники и копулятивный аппарат с половым отверстием.

Кроме того, каждый фрагмент хвоста помещали в пластиковую чашку диаметром 35 мм и оставляли для регенерации, питаясь куриной печенью один раз в неделю. Наружное наблюдение проводилось еженедельно в течение 6 мес. Когда хвостовые регенеранты развили половые органы без деления, мы считали их половыми червями. Наоборот, когда они распались, мы продолжали их поддерживать.Мы считали делящихся потомков бесполыми червями, когда они делились дальше без развития половых органов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Деление у реципиентов во время сексуализации

Мы разделили процесс сексуализации на пять отдельных стадий с помощью внешнего наблюдения и гистологического исследования (рис. 1, Kobayashi et al. , 1999). В этом эксперименте большинство червей на каждой неделе кормления примерно соответствовало стадиям с 1 по 5 по порядку. Инжир.3А показано количество делящихся червей вместе с развитием сексуализации. Черви, питавшиеся B. brunnea, не делились к 1-й неделе, потому что размер тела еще не был достаточно большим для деления, а затем они начали делиться примерно через неделю после кормления. Почти в то же время у половины червей внешне распознали пару яичников (рис. 3Б). Следовательно, через две-три недели лечения черви с парой яичников активно делились (рис. 3А), хотя у некоторых из них копулятивный аппарат в заглоточной области развивался без деления. Несколько червей с копулятивным аппаратом, а также пара яичников делились. Через три недели лечения деление не наблюдалось (рис. 3А). Черви, которые не делились, открывали генитальную пору на вентральной стороне на 3-й неделе (рис. 3С). Наконец, черви, которые испытали деление, также развили копулятивный аппарат и генитальную пору после 4-й недели.

Рис. В

) и количество червей с половым отверстием ( С ) вместе с сексуализацией.Три группы из пятидесяти червей штамма ОН кормили половозрелыми червями B. brunnea в течение шести недель. В ходе эксперимента по кормлению вторичного деления у делящихся червей не наблюдалось. Таким образом, общее число делений в популяциях выражается как кумулятивное число делящихся червей. Показаны средние значения и стандартные ошибки (вертикальная полоса) для трех групп.

Эксперимент по регенерации

Чтобы изучить способность к делению и степень сексуализации у реципиентов, мы провели эксперимент по регенерации, как описано в разделе «МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ». В Таблице 1 суммированы способности реципиентов к делению, соответствующие стадиям сексуализации (Рис. 1; Kobayashi et al. , 1999). В случае червей на стадиях 0–4 все обезглавленные черви начали делиться в течение десяти дней после операции. Появление полового потомства у декапитированных червей на стадиях 3 и 4 сопровождалось резким снижением частоты деления (табл. 2, подробно описано ниже). С другой стороны, обезглавленные черви на стадии 5 никогда не делились.

Таблица 1

Степень сексуализации и способность к делению реципиентов

В результате этих циклов деления было получено много потомства. Мы также исследовали их репродуктивный способ (табл. 2). Все потомство на стадиях 0–2 стало бесполым. У обезглавленных червей на стадиях 3 и 4 наблюдали как бесполое, так и половое потомство. На стадии 5 декапитированные черви становились половыми. При делении обезглавленных червей на стадиях 3 и 4 головное потомство всегда становилось половым.Однако хвостовое потомство вместе с процессом сексуализации постигла совершенно иная судьба (рис. 4): в типе 1 хвостовое потомство произвело двух половых червей так же, как головное потомство в первом цикле бесполого размножения, хотя он произвел бесполого червя после двух циклов бесполого размножения; при типе 2 после цикла бесполого размножения в хвостовом потомстве головной и хвостовой регенеранты становились соответственно половыми и бесполыми червями; в типе 3 хвостовое потомство стало бесполым; в типе 4, хотя хвостатые потомки прошли цикл бесполого размножения, и головные, и хвостовые регенеранты стали половыми; у типа 5 хвостовое потомство стало половым.У декапитированных червей на стадии 3 постигла судьба типов 1–3, а на стадии 4 — в основном судьба типов 4 и 5, хотя некоторые из них последовали судьбе типов 2 и 3 (табл. 3).

Таблица 2

Способ размножения потомства обезглавленных реципиентов a

Рис. 4

Иллюстрация различных судеб обезглавленных червей на стадиях 3 и 4. развились полноценные половые органы без деления.Иллюстрации планарий, окрашенные светло-серым цветом, изображали бесполых потомков, которые продолжали делиться без развития половых органов.

ОБСУЖДЕНИЕ

Способность к делению при сексуализации

В основном пресноводные планарии (триклады) могут размножаться бесполым путем без половых органов (Pearse et al. , 1987). У таких планарий в некоторых популяциях может чередоваться бесполое и половое размножение (Curtis, 1902; Hyman, 1939; Jenkins, 1967). Они, по-видимому, не могут делиться, а именно бесполым размножением, всякий раз, когда они сохраняют половое состояние; у них не только развиваются гермафродитные половые органы, но и перестают делиться, когда переходят от бесполого к половому размножению (сексуализация).Однако прекращение деления, важное событие сексуализации, подробно не описано.

Мы создали систему анализа сексуализации штамма OH Dugesia ryukyuensis путем кормления предполагаемым сексуализирующим веществом, содержащимся в Bdellocephala brunnea, и разделили процесс сексуализации на пять отдельных стадий по гистологическим изменениям (рис. 1) (Kobayashi et и др. , 1999). Экспериментальная сексуализация имеет точку невозврата между стадиями 2 и 3.Черви на стадии 3 и далее больше не нуждаются в питании B. brunnea для поддержания сексуальности. Мы сначала исследовали делящихся червей вместе с процессом сексуализации. Внешнее наблюдение показало, что черви, у которых развивается пара яичников, могут делиться, затем они, по-видимому, прекращают деление примерно в то время, когда они дифференцируют копулятивный аппарат, и, в конце концов, они никогда не делятся после дифференциации генитальной поры (рис. 3). Появление генитальной поры указывает на то, что черви были сексуализированы на стадии 4.Таким образом, прекращение деления осуществляется сразу после точки невозврата в условиях эксперимента. Мы также наблюдали, что черви после точки невозврата полностью сексуализировались без деления, даже если питание B. brunnea прекращалось (данные не показаны). Эти результаты предполагают, что после точки невозврата нижестоящие механизмы, вызванные предполагаемым сексуализирующим веществом, становятся ответственными за прекращение деления. Другими словами, сексуализирующее вещество, содержащееся в B.brunnea не несет прямой ответственности за прекращение деления, поскольку черви до точки невозврата способны делиться, несмотря на прогрессирование сексуализации. Грассо и Бенацци (1973) предположили, что предполагаемое сексуализирующее вещество в половых образцах служит для прекращения деления до дифференцировки половых органов. Несоответствие между двумя предположениями может быть связано с разницей в экспериментальных условиях.

Способность к делению после декапитации

Чтобы оценить способность реципиентов к делению интенсивно и экстенсивно, мы провели декапитацию реципиентов путем хирургической абляции, поскольку обезглавливание бесполых планарий облегчает деление, предполагая, что головная система (мозг) контролирует деление (Best et al., 1969; Лучший и др. , 1975). Декапитация вызывала деление у всех червей на стадиях 0–4, но не на стадии 5 (табл. 1). Интересно, что обезглавленные черви на стадиях 3 и 4 делились, а интактные — нет. Это позволяет предположить, что механизмы, ответственные за прекращение деления, индуцируемое сексуализирующим веществом у B. brunnea, связаны с головной системой. Наоборот, у червей после 5-й стадии, а именно у полностью сексуализированных червей, другие механизмы, независимые от головного контроля, могут осуществлять прекращение деления, потому что черви на 5-й стадии, даже обезглавленные, никогда не делились.

Изменение репродуктивного режима во время циклов деления

В результате эксперимента по регенерации путем деления от обезглавленных червей было получено много потомства. Обезглавленные черви на стадиях 1 и 2 давали только бесполое потомство, в то время как черви на стадиях 3 и далее всегда давали половое потомство, несмотря на отсутствие у B. brunnea предполагаемого сексуализирующего вещества (табл. 2). Этот результат подтверждает наличие точки невозврата между этапами 2 и 3 (см. описание выше; Kobayashi et al., 1999).

Мы также обнаружили, что обезглавленные черви на стадиях 3 и 4 следовали пяти различным судьбам (рис. 4, табл. 3). В течение нескольких циклов деления головные потомки всегда становились половыми, а хвостовые — бесполыми (рис. 4; типы 1–3). У обезглавленных червей на стадии 4 почти все потомство стало половым, хотя и претерпело несколько циклов деления (рис. 4, типы 4 и 5). Примечательно, что частота деления и появление бесполого потомства резко снижаются после точки невозврата (табл. 2).Кроме того, все фрагменты головы регенерировали и становились половыми без деления, если червей на стадии 3 и далее, у которых копулятивный аппарат стал видимым снаружи, разрезали, как описано на рис. 2 (данные не показаны). Это говорит о том, что внутри тела планарии сначала происходит приобретение сексуальности, а затем постепенно от головы к хвосту фиксируется область, неспособная к делению. В данной работе мы делаем вывод, что прекращение деления определяется после приобретения сексуальности как на индивидуальном, так и на тканевом уровне.

Таблица 3

Количество обезглавленных реципиентов каждого типа*

Благодарности

Мы благодарим доктора Сачико Исида из Университета Хиросаки за ее любезный подарок штамма OH. Мы также благодарим мисс Карен Чарман за ее критическое прочтение рукописи и мисс Юкако Сирато за неоценимую помощь в сборе животных. Эта работа была частично поддержана грантом на научные исследования (№ 100082) MH от Министерства науки, культуры, спорта и образования Японии.

ССЫЛКИ

1.

Джей Би Бест, А. Б. Гудман и А. Голубь . 1969. Деление у планарий: контроль мозга. Наука 164: 565–566. Google ученый

2.

Джей Би Бест, М. Абелайн, Э. Крейцер и П. Пигон . 1975. Головной механизм социального контроля деления у планарий III: Центры облегчения и торможения в центральной нервной системе. J Comp Physiol Psychol 89: 923–932.Google ученый

3.

Г. Белл 1982. Парадокс сексуальности. В. «Шедевр природы: эволюция и генетика сексуальности». Калифорнийский университет Press. Лос-Анджелес. стр. 19–78. Google ученый

4.

У. К. Кертис 1902. История жизни, нормальное деление и репродуктивные органы Planaria maculata. Proc Boston Soc Nat Hist 30: 515–559. Google ученый

5.

М. Грассо и М. Бенацци . 1973. Генетический и физиологический контроль деления и сексуальности у планарий. J Embryol Exp Morphol 30: 317–328. Google ученый

6.

Л. Х. Хайман 1939. Североамериканская тройчатка Turbellaria. IX. Приоритет Dugesia Girard 1850 над Euplanaria Hesse 1897 с примечаниями об американских видах Dugesia. Trans Amer Micros Soc 58: 264–275. Google ученый

7.

М.М. Дженкинс 1967. Аспекты биологии и поведения планарий. В «Химия обучения». Ред. WC Corning и С. К. Ратнер . Пленум Пресс. Нью-Йорк. стр. 117–143. Google ученый

8.

К. Кобаяши, Р. Коянаги, М. Мацумото, Дж. П. Кабрера и М. Хоши . 1999. Переключение с бесполого на половое размножение у планарии Dugesia ryukyuensis: система биоанализа и основное описание процесса сексуализации.Zool Sci 16: 291–298. Google ученый

9.

В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.