Широкое распространение бесполого размножения среди высших растений связано: Широкое распространение бесполого размножения среди высших растений связано с: 1) их неподвижностью и низкой эффективностью…

Тема 3.5. Размножение: бесполое и половое.

1. Дайте определения понятий.
Размножение – свойство живого воспроизводить себе подобных.   
Бесполое размножение – это способ размножения, при котором не образуются гаметы и участвует одна материнская особь.
Спорообразование – способ бесполого размножения, при котором новый организм развивается из специализированных клеток – спор, образующихся в спорангиях.
Вегетативное размножение – способ бесполого размножения, при котором дочерний организм образуется из нескольких родительских клеток.
Половое размножение – процесс образования дочернего организма при участии гамет.
Половой диморфизм – внешние различия особей противоположного пола.

2. Заполните таблицу.

3. Подпишите на рисунке способы вегетативного размножения.

4. Могут ли потомки, полученные в результате вегетативного размножения, отличаться от материнского организма? Ответ обоснуйте.
Да, могут, но незначительно. Даже однояйцевые близнецы отличаются, так как существует ненаследственная (модификационная) изменчивость. Также, если у потомков произошли соматические мутации.

5. Сравните бесполое и половое размножение. Выделите преимущества и недостатки обоих типов размножения. Заполните таблицу.

6. Значение полового размножения:
Обеспечивает появление уникальных комбинаций генетического материала в новой особи, что помогает выжить в меняющихся условиях окружающей среды.

7. Значение бесполого размножения:
В постоянных условиях среды дает преимущество того, что особи дочерние одинаковы, т. е. приспособлены именно к определенным условиям. Процесс размножения идет очень быстро.

8. Почему в природе существуют две формы размножения организмов, а не одна?
То, что хорошо в одних условиях, может оказаться неподходящим в другой ситуации, поэтому у многих видов существует чередование разных форм размножения.  

9. Какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения?
Оно обеспечило возникновение новых более сложных организмов, приспосабливаемых в различных условиям, появление генетического разнообразия видов.

10. У многих высших растений основным способом размножения является бесполое вегетативное, а половое выполняет вспомогательную роль. У большинства животных ситуация обратная. Как вы думаете, почему?
Животные ведут активный образ жизни, передвигаются, условия их жизни постоянно изменяются. В то время как растений больше, они вырабатывают намного больше пыльцы, чем половых клеток. Животным проще найти партнера для размножения, чем растениям. Необходимо, чтобы потомки животных отличались от родительских особей, для их выживания и эволюции.

11. Установите соответствие между способами бесполого размножения и организмами, для которых они характерны.  
Способы размножения
1. Простое деление на два (не митоз)
2. Митотическое деление
3. Спорообразование
4. С помощью специализированных частей тела
5. Фрагментация
6. Почкование
Организмы
A. Аспергилл и пеницилл
Б. Холерный вибрион
B. Дождевой червь
Г. Дизентерийная амеба
Д. Красный коралл
Е. Тюльпан 

12. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Гермафродитом не является:
3) человеческая аскарида;

Тест 2.
К специализированным частям тела растения, обеспечивающим вегетативное размножение, не относится:
3) цветок гладиолуса;

Тест 3.
Широкое распространение бесполого размножения среди высших растений связано с:
4) большой скоростью такого типа размножения.

Тест 4.
Большая эволюционная прогрессивность полового размножения обусловлена тем, что оно:
2) обеспечивает генетическое разнообразие потомства;

13. Вставьте пропущенные термины.
Наиболее древним типом размножения животных и растений является бесполое размножение.

Спорами размножается большинство водорослей, а из высших растений — моховидные, плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные, которые так и называются Высшие споровые растения.
Вегетативное размножение основано на способности растений к регенерации.
Сравнительно немногие растения, например бегония, глоксиния, узумбарская фиалка, могут восстанавливаться из отрезанных частей листа.

14. Познавательная задача (ответ устный).
Некоторые дикорастущие растения способны образовывать так называемые выводковые почки, которые, опадая в воду или на благоприятную почву, дают начало новому растению. Объясните, почему такие растения распространены в основном в полярных, высокогорных и степных местностях.

В таких условиях растениям можно легко потерять цветки или плоды, поэтому выводковые почки распространяются подобно семенам, опадают и укореняются.  

15. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих

16. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин – гермафродит.  
Соответствие – соответствует по смыслу, но современное значение – это термин, а ранее так называли двуполое существо, считавшееся богом и чудовищем.    

17. Сформулируйте и запишите основные идеи § 3.5.
Размножение – свойство живого воспроизводить себе подобных.   
Способы: бесполое и половое.
Бесполое – не образуются гаметы и участвует одна материнская особь. Бывает:
1. Деление (у простейших, бактерий).
2. Спорообразование (у растений, грибов).
3. Вегетативное (у растений и некоторых примитивных животных).
Разновидности вегетативного размножения: фрагментация, почкование, при помощи специализированных частей тела (корневище, клубни, усы и др. )
Половое размножение – при помощи гамет, участвует 2 особи.
Достоинства полового размножения – уникальная комбинация генетического материала в новой особи помогает выжить в меняющихся условиях окружающей среды.

Достоинства бесполого размножения – дочерние особи приспособлены к определенным стабильным условиям, процесс идет очень быстро.

Microsoft Word — Практикум.doc

%PDF-1.6 % 674 0 obj > endobj 671 0 obj >stream application/pdf

Microsoft Word — Практикум.doc

Leony

2012-08-28T15:38:46+03:00PScript5.dll Version 5.22012-08-28T15:44:14+03:002012-08-28T15:44:14+03:00Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows)uuid:daf9744f-d60e-4b42-a6c8-8c8bdcf22b8auuid:31fb0595-6737-4598-98f5-ec33056031af endstream endobj 648 0 obj > endobj 646 0 obj > endobj 647 0 obj > endobj 649 0 obj > endobj 703 0 obj > endobj 660 0 obj > endobj 661 0 obj > endobj 662 0 obj > endobj 663 0 obj > endobj 664 0 obj > endobj 665 0 obj > endobj 666 0 obj > endobj 667 0 obj > endobj 668 0 obj > endobj 669 0 obj > endobj 670 0 obj > endobj 578 0 obj > endobj 581 0 obj > endobj 584 0 obj > endobj 587 0 obj > endobj 590 0 obj > endobj 593 0 obj > endobj 596 0 obj > endobj 599 0 obj > endobj 602 0 obj > endobj 605 0 obj > endobj 607 0 obj >stream hl AE5Xw \.

׉L2xx,of KْfE*`i{_Ipb»v\ nvQ#F

Бесполое размножение – определение и примеры

eɪˈsɛkʃuəl ɹiːpɹəˈdʌkʃən
Определение: При бесполом размножении организм способен воспроизводить потомство в отсутствие партнера.

Содержание

Бесполое размножение Определение

Что такое бесполое размножение? Бесполое размножение — это способ размножения, не связанный с объединением половых клеток или гамет. В отличие от полового размножения, при котором мужские и женские гаметы соединяются для воспроизводства потомства, при бесполом размножении этот союз не является обязательным. Организм может размножаться в отсутствие партнера, в котором в этом случае рождается потомство, обычно являющееся клоном родителя. Различают 9 видов бесполого размножения.0010 бинарное деление, почкование, вегетативное размножение, спорообразование (спорогенез), фрагментация, партеногенез, и апомиксис . Организмы, размножающиеся бесполым путем, — это бактерии, археи, многие растения, грибы и некоторые животные.

Вопрос с форума: Как узнать, бесполое или половое размножение?   Лучший ответ!

Бесполое размножение (биологическое определение): способ размножения, при котором потомство происходит от одного организма, а не от союза гамет, как при половом размножении

Размножение — один из биологических процессов, обычно осуществляемых организмом. На самом деле способность к размножению является одной из основных характеристик живого существа. Существует два основных способа размножения: половое и бесполое .

Размножение: бесполое и половое

Как упоминалось ранее, существует два способа размножения: (1) бесполое и (2) половое . Ниже приведена таблица, показывающая основные различия между ними.

Таблица 1: Различия между бесполым и половым размножением
Бесполое размножение	Половое размножение
Участвует один родитель	Участвуют два родителя: отец и мать
Сингамия отсутствует	Сингамия присутствует; сперматозоид (мужская гамета) и яйцеклетка или яйцеклетка (женская гамета) объединяются во время оплодотворения
Мейоз обычно не требуется для завершения процесса	Мейоз необходим для образования гамет
Потомство часто генетически идентично или является клоном родителя	Потомство генетически уникально, то есть генетически отличается от своих родителей
Типы: бинарное деление, почкование, вегетативное размножение, спорообразование (спорогенез), фрагментация, партеногенез и апомиксис	Типы: сингамия и спряжение

Преимущества бесполого размножения

У бесполых потомство происходит быстрее и относительно проще, чем у половых. Это потому, что нужен только один участник. Нет необходимости ждать или искать желающую пару. Он пропускает ритуалы ухаживания, как это наблюдается у высших форм половых животных. Организм может воспроизводить множество потомков себе подобных без спаривания. Таким образом, бесполое размножение в раз менее затратно с точки зрения затрат энергии и времени. Это также дает бесполым особям преимущество колонизировать среду обитания быстрее, чем медленно размножающиеся половые особи.

Посмотрите на схему ниже. Он показывает «двойную стоимость» полового размножения (впервые описанного математиком Джоном Мейнардом Смитом) (ссылка 1). В (а) размер половой популяции остается неизменным в каждом поколении, если каждая особь будет давать одинаковое количество потомков. В (b) размер бесполой популяции удваивается с каждым поколением, что означает, что бесполая популяция может расти более быстрыми темпами, чем половая популяция. И хотя половое размножение требует от самцов и самок затрат времени и энергии на поиск друг друга и совокупление, при бесполом размножении в этом нет необходимости.

 

Авторы и права: Майкл Рив, CC BY-SA 3.0 Unported

Недостатки бесполого размножения

Если бесполое размножение дешевле, проще и быстрее, то почему половое размножение так распространено среди эукариот ? По оценкам исследователей, это делают 99,9% эукариот. (Ссылка 2) И некоторые эукариоты, способные к бесполому размножению, прибегают к нему только в том случае, если половое размножение стало менее возможным. Например, самка мелкозубой рыбы-пилы ( Pristis pectinata ) в неволе размножаются бесполым путем, возможно, из-за необходимости находить себе пару в условиях низкой плотности популяции. (Ссылка 3)

У чистых бесполых особей родительский организм воспроизводит потомство, которое является клоном самого себя. В долгосрочной перспективе это становится недостатком, если учитывать генетическое разнообразие внутри вида. Это приводит к низким генетическим вариациям. В отличие от половых, которые включают рекомбинацию и сегрегацию во время мейоза и объединение половых клеток с уникальным генетическим материалом, чистые бесполые не проходят через эти процессы. И пропуск мейотических событий может означать меньшее генетическое разнообразие и, следовательно, может представлять собой долгосрочный эволюционный недостаток.

Например, одинокий родитель передает клону тот же самый генетический материал. В случае, если им приходится иметь дело с внезапным нарушением окружающей среды, , например. вирулентное заболевание , они оба могут быть одинаково восприимчивы, поскольку обладают одинаковыми характеристиками и генами. Или у них обоих могут отсутствовать гены, которые могли бы сделать их устойчивыми или, по крайней мере, способными противостоять болезни. В результате они рискуют быть уничтоженными болезнью. Это делает половое размножение решающим с точки зрения увеличения шансов на создание видов с генами, которые позволяют им стать лучше подходит для новой среды. У половых более высокое генетическое разнообразие достигается за счет кроссинговера, независимого ассортимента и слияния гамет. Чисто бесполые родители могут получить новый генетический материал, например, путем мутации.

 

Вопрос с форума: Могут ли сперматозоиды животных оплодотворить человеческую яйцеклетку?    Избранный ответ!

 

Типы бесполого размножения

Какие существуют 7 типов бесполого размножения? Различают следующие типы бесполого размножения:

1. бинарное деление
2. бутонизация
3. вегетативное размножение
4. спорообразование (спорогенез)
5. фрагментация
6. партеногенез
7. апомиксис

Бинарное деление

Бинарное деление — это тип бесполого размножения, при котором клетка делится с образованием двух идентичных клеток. Каждая из этих двух клеток может вырасти до размера исходной клетки. См. диаграмму ниже.

Шаги бинарного деления. На рисунке показано, как бактерии размножаются путем бинарного деления. (1) Хромосома, удвоенная. (2-4) Расхождение хромосом. (5) В середине клетки образуется перегородка. (6) Образуются две клетки. Предоставлено: Ecoddington14, CC BY-SA 3.0

Организмы, размножающиеся бесполым путем посредством бинарного деления, — это прокариоты (бактерии и археи) и некоторые простейшие. На приведенной выше диаграмме показаны основные этапы бинарного деления у прокариот. У некоторых простейших бинарное деление может быть разных типов в зависимости от того, как делится клетка. Например, это может быть неправильный тип, означающий, что клетка делится в любой плоскости (как это наблюдается у некоторых амеб). Он также может быть продольным, как показано на рисунке 9.0010 Euglena , поперечного типа, как в Paramecium , или косого типа, как в Ceratium .

 

Вопрос форума: Почему бактерии не захватывают мир?    Избранный ответ!

 

 

Почкование

Размножение почкованием относится к образованию отростка (или почки) организма, способного развиться в новую особь. Отросток генетически такой же, как и родительский, но относительно меньше. Он может остаться прикрепленным или в конечном итоге отделиться от родителя.

Почкование является способом размножения некоторых бактерий, таких как Caulobacter , Hyphomicrobium и Stella spp., грибов ( Saccharomyces cerevisiae ) и некоторых бесполых животных, таких как гидра, кораллы, иглокожие , и некоторые плоские черви acoel. (Ссылка 4) Обратитесь к рисунку ниже в качестве примера почкования гидры.

Стадии почкования у гидры: (1) гидра до образования почки, (2-4) отрастающая почка, (5) дочерняя гидра отделяется путем расщепления, (6) новая гидра, являющаяся клоном родителя. Изображение предоставлено: A. houghton19(автор), CC BY-SA 4.0

‌

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение является формой бесполого размножения у растений. Это когда новое растение появляется из вегетативных частей, таких как специализированные стебли, листья и корни. Затем они формируют собственную корневую систему и растут. Эта форма размножения используется садоводами для размножения растений, имеющих хозяйственное значение. Процесс не связан с опылением. Скорее, новые растения вырастают из вегетативных частей со специальной репродуктивной функцией. Существует множество форм вегетативного размножения, которые можно разделить на два основных типа: натуральные средства и искусственные средства . Примерами естественных средств являются те, которые появляются из побегов (столонов), луковиц, клубней, клубнелуковиц, отростков (корневых побегов) и проростков.

(A) Растение клубники «Помада» с побегами (столонами), которые представляют собой видоизмененные стебли. Предоставлено: Dr U, Public Domain (B) луковицы лука-шалота: модифицированные стебли с мясистыми основаниями листьев (чешуйками). (C) клубни картофеля (модифицированные стебли). (D) Клубнелуковицы растения таро. Предоставлено: Wibowo Djatmiko, CC BY-SA 3.0. (E) Корневой отросток (присоска), выходящий из основания молодого дерева. Авторы и права: Ginkgo100, CC By-SA 3.0. (F) Обратите внимание на новое растение, появляющееся на краю листа растения, Каланхоэ перистая . Предоставлено: Эрик Гинтер, CC BY-SA 3.0 Unported. (G) Phalaenopsis keiki рост (5 месяцев). Кредит: Caspase9, CC BY-SA 3.0.

Что касается искусственных средств, примерами являются те, которые возникают в результате вырезания, прививки, наслоения, культуры ткани и смещения.

(A) Обрезка: процесс срезания части растения и уговоров его на образование корней. Предоставлено: Gmihail/Micki, CC BY-SA 3. 0. (B) Прививка: прикрепление черенка к стеблю другого растения (подвой). На этом фото лента используется для связывания подвоя и привоя у привоя. Кредит: Том Стрит, общественное достояние. (C) Воздушные отводки. Предоставлено: Citron, CC BY-SA 3.0. (D) Культура ткани: выращивание растительных клеток, тканей или органов на питательной культуральной среде

Спорообразование (спорогенез)

Спорообразование или спорогенез — это форма бесполого размножения, в которой участвуют споры. Споры, от «sporā» , что означает «семя» и «происхождение» , что означает «рождение» или «происхождение» , являются спящими репродуктивными клетками, которые похожи на семя, поскольку служат распространением. ед. . Однако споры не являются семенами в том смысле, что в них отсутствует зародыш, полученный в результате слияния мужских и женских гамет. Споры толстостенные и обладают высокой устойчивостью к различным неблагоприятным условиям, таким как высокие температуры и низкая влажность. Когда условия подходят, они прорастают, чтобы дать начало новым особям. Сосудистые растения и грибы являются примерами бесполых организмов, размножающихся спорообразованием. Ниже представлено видео о том, как грибы (грибки) размножаются спорами.

 

 

Фрагментация

Фрагментация относится к разделению родительского организма на фрагменты, и каждый фрагмент способен развиваться в новый организм. Это наблюдается у грибов (например, дрожжей и лишайников), плесени, сосудистых и несосудистых растений, цианобактерий и животных (например, губок, морских звезд, планарий и многих кольчатых червей). Эта форма бесполого размножения у животных может быть и непреднамеренной. Деятельность человека, хищничество и другие факторы окружающей среды могут привести к их расщеплению на фрагменты. Ниже представлено увлекательное видео, показывающее, как работает фрагментация — из безголового фрагмента он может превратиться в полноценную планарию.

Партеногенез

Партеногенез – бесполое размножение, при котором потомство развивается из женской гаметы даже без предварительного оплодотворения мужской гаметой. Процесс может быть апомиктическим или аутомиктическим . Апомиктический партеногенез — это такой, при котором яйцеклетки, образующиеся в результате митоза, не подвергаются мейозу и могут вырасти до зрелости, чтобы непосредственно дать начало эмбрионам. Потомство будет клоном партеногенетического родителя. В аутомиктический партеногенез , репродуктивные клетки проходят мейоз. Затем зрелая яйцеклетка может развиться в зародыш и без предварительного оплодотворения сперматозоидом. Это более сложная форма бесполого размножения. В некоторых случаях потомство гаплоидно, тогда как в других случаях плоидность восстанавливается различными способами, например, удвоением хромосом, слиянием первых двух бластомеров или слиянием продуктов мейоза. (Ref.5)

Многие животные размножаются бесполым путем посредством партеногенеза. Примерами беспозвоночных, способных к партеногенезу, являются тли, коловратки и нематоды. Некоторые позвоночные, которые также могут размножаться партеногенетически, — это некоторые ящерицы, змеи, птицы, акулы, рептилии и амфибии. Некоторые из них размножаются партеногенезом либо факультативно (т.е. они также могут размножаться половым путем) или обязательно (т.е. у них нет других способов размножения, кроме партеногенеза).

Апомиксис растений

Апомиксис у растений относится к бесполому размножению без оплодотворения. У некоторых растений, таких как мохообразные и некоторые папоротники, гаметофит может давать потомство, похожее на спорофит, но с уровнем плоидности гаметофитов. Это называется апогамия . Кроме того, есть также случай, когда их спорофит может дать потомство, похожее на гаметофит, но с уровнем плоидности спорофита. Это, в свою очередь, называется апоспорий . (Ссылка 6)

У цветковых растений образование семян из неоплодотворенных семязачатков обозначается как агамоспермия . Существует два основных типа: гаметофитный апомиксис и спорофитный апомиксис . (Ссылка 6)

В гаметофитный апомиксис , зародыш возникает из неоплодотворенной яйцеклетки из гаметофита, произошедшего из клетки, не завершившей мейоз. Основными типами гаметофитного апомиксиса являются диплоспория (где мегагаметофит возникает из клетки археспория) и апоспория (где мегагаметофит возникает из другой клетки нуцеллуса. (Ссылка 6)

(также называемый адвентивным зародышем или нуцеллярным зародышем ), зародыш возникает не из гаметофита, а из клеток нуцеллуса или интегумента (ссылка 6)

Примеры бесполого размножения

Бактерии

Многие бактерии размножаются путем бинарного деления. Родительская бактериальная клетка производит две идентичные клетки-клоны, сначала создавая копию молекулы ДНК. Затем следует сегрегация хромосом, при которой ДНК разрывается к противоположным полюсам делящейся клетки. Клетка сужается в экваториальной плоскости (цитокинез), разделяя клеточное содержимое на две новые клетки. Процесс подобен митозу у эукариот. Однако здесь нет шпиндельного аппарата. Продолжительность зависит от вида бактерий. Escherichia coli , например, обычно размножаются примерно каждые 20 минут при 37 °C. (Ссылка 7)

Escherichia coli . Предоставлено: Эрик Эрбе из Министерства сельского хозяйства США, ARS, EMU, Public Domain.

 

Растущая колония кишечной палочки. Авторы и права: Стюарт Э.Дж., Мэдден Р., Пол Г., Таддей Ф. – Стюарт Э.Дж., Мэдден Р., Пол Г., Таддей Ф. (2005). «Старение и смерть в организме, размножающемся морфологически симметричным делением». PLoS биол. 3 (2): е45. PMID 15685293. CC BY 3.0.

Слизевики

При нехватке пищи и неподходящих условиях слизевики plasmodium производят репродуктивные плодовые тела (спорангии) на ножках, содержащие споры. В апикальной части спорангиев клетки подвергаются мейозу с образованием гаплоидных спор, которые разносятся ветром. Когда условия снова становятся благоприятными, т.е. при надлежащем уровне влажности и температуре спора прорастает и высвобождает гаплоидную клетку. (Гаплоидные клетки участвуют в половой фазе жизненного цикла слизевика плазмодия.)

Клеточные Слизевики также имеют бесполую и половую фазы в своем жизненном цикле. Однако при неблагоприятных условиях они объединяются в псевдоплазмодии . Они образуют псевдоплазмодий , потому что клетки остаются отдельными, каждая со своим собственным ядром. Настоящий плазмодий у слизевиков представляет собой единую массу цитоплазмы, не разделенную мембранами и содержащую множественные ядра. Тем не менее, как клеточные слизевики, так и слизевики плазмодия производят плодовые тела. Некоторые из клеточных слизевиков в колонии образуют стебель, тогда как другие образуют спорангий, в котором образуются и выделяются гаплоидные споры. Каждая спора прорастает в отдельную амебоподобную клетку. (Ссылка 8)

 

 

Хлыстохвостые ящерицы Нью-Мексико

Хлыстохвосты Нью-Мексико ( Aspidoscelis neomexicanus ) – это ящерицы, все самки. Они размножаются бесполым путем путем партеногенеза, дважды удваивая число хромосом для восстановления диплоидии. Итак, для начала они производят восемь копий каждой хромосомы. Таким образом, после двух циклов клеточного деления получается четыре дочерних клетки, каждая с двумя наборами хромосом вместо одного. (№ 9)

Хотя им не нужен самец, они все же проявляют брачное поведение с другими самками. Самка хлыстохвоста садится на другую самку хлыстохвоста. Такое псевдокопуляционное поведение, по-видимому, способствует овуляции.

В то время как другие асексуалы производят генетических клонов, хлыстохвосты Нью-Мексико все еще способны производить генетически разнообразное потомство. Как это возможно? Это потому, что они факультативно партеногенетические. У них происходит так называемое «событие гибридизации», когда самки спариваются с самцами другого вида. (Ссылка 10)

Хлыстохвост Нью-Мексико ( Aspidoscelis neomexicana ). Предоставлено: Грег Шехтер, CC BY 2.0.

---

Как вы думаете, способны ли люди к бесполому размножению? Приходите и поделитесь с нами, что вы думаете. Присоединяйтесь к нашему форуму: Преимущества и недостатки бесполого размножения0051 Описание Примеры Бинарное деление Клетка делится на две идентичные клетки. Каждая клетка имеет потенциал роста до размера исходной клетки. Многие бактерии, протисты, одноклеточные грибы Бутонизация Образование выроста (или почки) из организма, способного развиться в новую особь. Отросток генетически такой же, как и родительский, но относительно меньше. Дрожжи, гидры, некоторые бактерии ( Caulobacter , Hyphomicrobium и Stella spp. ) Вегетативное размножение Новое растение возникает из вегетативных частей, таких как специализированные стебли, листья и корни, а затем они укореняются и растут. Различные растения, напр. те, которые естественным образом появляются из столонов, луковиц, клубней, клубнелуковиц, отпрысков (корневых побегов) и проростков, а также те, которые искусственно выращены путем черенкования, прививки, отводков, культуры тканей и отвода. Спорообразование Бесполое размножение, при котором образуются споры для прорастания новых особей Грибы, слизевики и сосудистые растения Фрагментация Родительский организм распадается на фрагменты. Каждый фрагмент способен развиться в новый организм. Некоторые грибы (например, дрожжи и лишайники), плесени, сосудистые и несосудистые растения, цианобактерии и некоторые животные (например, губки, морские звезды, планарии и многие кольчатые черви) Партеногенез Потомство развивается из женской гаметы даже без предварительного оплодотворения мужской гаметой. Некоторые беспозвоночные (например, тли, коловратки и нематоды) и некоторые позвоночные (например, некоторые ящерицы, змеи, птицы, акулы, рептилии и амфибии). Апомиксис растений Размножение растений без оплодотворения Мохообразные, некоторые папоротники и цветковые растения

 

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о бесполом размножении.

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Что такое бесполое размножение?

Размножение с помощью гамет

Размножение другими способами, кроме слияния половых клеток

Размножение путем мейотического деления

2. Что из перечисленного НЕ является бесполым типом размножения?

Почкование

Бинарное деление

Сингамия

3. Клетка делится на две идентичные клетки.

Партеногенез

Бинарное деление

Почкование

4. Образование выроста из организма

Партеногенез

Бинарное деление

Почкование

5. Потомство развивается из женской гаметы даже без предварительного оплодотворения мужской гаметой

Партеногенез

Бинарное деление

Почкование

Отправьте результаты (необязательно)

Ваше имя

На электронную почту

Далее

7.1 Половое размножение – Концепции биологии – 1-е канадское издание

Перейти к содержанию

Глава 7: Введение в клеточную основу наследственности

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объяснить, что изменчивость потомства является потенциальным эволюционным преимуществом, возникающим в результате полового размножения
• Опишите три различные стратегии жизненного цикла половых многоклеточных организмов и их общие черты
• Поймите, почему вы никогда не сможете создать гамету, которая была бы идентична любой из гамет, из которых образовался ваш

Половое размножение было ранней эволюционной инновацией после появления эукариотических клеток. Тот факт, что большинство эукариот размножаются половым путем, свидетельствует об их эволюционном успехе. У многих животных это единственный способ размножения. И все же ученые признают некоторые реальные недостатки полового размножения. На первый взгляд потомство, генетически идентичное родителю, может показаться более выгодным. Если родительский организм успешно занимает среду обитания, потомство с теми же признаками будет столь же успешным. Существует также очевидная польза для организма, который может производить потомство путем бесполого почкования, фрагментации или бесполых яиц. Эти способы размножения не требуют другого организма противоположного пола. Нет необходимости тратить энергию на поиск или привлечение партнера. Эта энергия может быть потрачена на производство большего количества потомства. Действительно, некоторые организмы, ведущие одиночный образ жизни, сохранили способность к бесполому размножению. Кроме того, в бесполых популяциях есть только особи женского пола, поэтому каждая особь способна к размножению. Напротив, самцы в половых популяциях (половина популяции) сами не производят потомства. Из-за этого бесполая популяция теоретически может расти в два раза быстрее, чем половая популяция. Это означает, что в конкурентной борьбе бесполое население будет иметь преимущество. Все эти преимущества бесполого размножения, которые также являются недостатками полового размножения, должны означать, что количество видов с бесполым размножением должно быть более обычным.

Однако многоклеточные организмы, зависящие исключительно от бесполого размножения, чрезвычайно редки. Почему так распространено половое размножение? Это один из важных вопросов в биологии, и он находится в центре внимания многих исследований со второй половины двадцатого века до наших дней. Вероятным объяснением является то, что вариации, создаваемые половым размножением среди потомства, очень важны для выживания и воспроизводства этого потомства. Единственным источником изменчивости бесполых организмов являются мутации. Это основной источник изменчивости половых организмов. Кроме того, эти различные мутации постоянно перетасовываются от одного поколения к другому, когда разные родители объединяют свои уникальные геномы, и гены смешиваются в различные комбинации в процессе мейоза. Мейоз — это деление содержимого ядра, которое делит хромосомы между гаметами. Изменчивость вносится во время мейоза, а также при объединении гамет при оплодотворении.

Гипотеза Красной Королевы

Нет никаких сомнений в том, что половое размножение дает эволюционные преимущества организмам, использующим этот механизм для производства потомства. Проблемный вопрос: почему даже при достаточно стабильных условиях сохраняется половое размножение, когда оно более затруднено и дает меньше потомства для отдельных организмов? Изменчивость — результат полового размножения, но зачем нужны постоянные вариации? Введите гипотезу Красной Королевы, впервые предложенную Ли Ван Валеном в 1973. ¹ Концепция была названа в честь гонки Красной Королевы в книге Льюиса Кэрролла « Зазеркалье, », в которой Красная Королева говорит, что нужно бежать на полной скорости, чтобы оставаться на месте.

Все виды развиваются совместно с другими организмами. Например, хищники развиваются вместе со своей добычей, а паразиты эволюционируют вместе со своими хозяевами. Замечательным примером совместной эволюции хищников и их добычи является уникальная коадаптация ночных летучих мышей и их добычи мотыльков. Летучие мыши находят свою добычу, издавая высокие щелчки, но мотыльки развили простые уши, чтобы слышать эти щелчки, чтобы они могли избегать летучих мышей. Мотыльки также адаптировали поведение, например, улетают от летучей мыши, когда впервые ее слышат, или внезапно падают на землю, когда летучая мышь на них. Летучие мыши развили «тихие» щелчки в попытке избежать слуха мотылька. Некоторые мотыльки развили способность реагировать на щелчки летучих мышей своими собственными щелчками, чтобы сбить с толку эхолокационные способности летучих мышей.

Каждое крошечное преимущество, полученное за счет благоприятной изменчивости, дает виду преимущество перед ближайшими конкурентами, хищниками, паразитами или даже добычей. Единственный метод, который позволит совместно эволюционирующему виду сохранить свою долю ресурсов, — это также постоянно улучшать свою способность выживать и производить потомство. По мере того, как один вид получает преимущество, другие виды также должны развивать это преимущество, иначе они проиграют. Ни один вид не продвинулся слишком далеко вперед, потому что генетическая изменчивость среди потомков полового размножения обеспечивает все виды механизмом для производства адаптированных особей. Виды, особи которых не могут угнаться за ними, вымирают. Крылатой фразой Красной Королевы было: «Нужно бежать изо всех сил, чтобы оставаться на одном месте». Это точное описание совместной эволюции между конкурирующими видами.

Оплодотворение и мейоз чередуются в половых жизненных циклах. Что происходит между этими двумя событиями, зависит от организма. Процесс мейоза уменьшает количество хромосом в полученной гамете наполовину. Оплодотворение, соединение двух гаплоидных гамет, восстанавливает диплоидное состояние. У многоклеточных организмов есть три основные категории жизненных циклов: диплоидно-доминантный, в котором многоклеточная диплоидная стадия является наиболее очевидной жизненной стадией (и нет многоклеточной гаплоидной стадии), как у большинства животных, включая человека; гаплоидно-доминантный, при котором многоклеточная гаплоидная стадия является наиболее очевидной жизненной стадией (и нет многоклеточной диплоидной стадии), как у всех грибов и некоторых водорослей; и чередование поколений, в котором две стадии, гаплоидная и диплоидная, проявляются в той или иной степени в зависимости от группы, как у растений и некоторых водорослей.

Почти все животные используют стратегию жизненного цикла с преобладанием диплоидов , при которой единственными гаплоидными клетками, продуцируемыми организмом, являются гаметы. Гаметы производятся из диплоидных зародышевых клеток, особой клеточной линии, которая производит только гаметы. После образования гаплоидных гамет они снова теряют способность делиться. Многоклеточной гаплоидной стадии жизни нет. Оплодотворение происходит при слиянии двух гамет, обычно от разных особей, с восстановлением диплоидного состояния (рис. 7.2 9).0020 и ).

Рисунок 7.2 (a) У животных взрослые особи, размножающиеся половым путем, образуют гаплоидные гаметы из диплоидных зародышевых клеток. (b) Грибы, такие как плесень черного хлеба (Rhizopus nigricans), имеют гаплоидно-доминантный жизненный цикл. (c) Жизненный цикл растений чередуется между многоклеточным гаплоидным организмом и многоклеточным диплоидным организмом. (кредит c «папоротник»: модификация работы Кори Занкера; кредит c «гаметофит»: модификация работы «Vlmastra»/Wikimedia Commons)

 

Если происходит мутация, при которой гриб больше не может производить минус тип спаривания, сможет ли он еще размножаться?

Большинство грибов и водорослей используют стратегию жизненного цикла, при которой многоклеточное «тело» организма является гаплоидным. Во время полового размножения специализированные гаплоидные клетки двух особей соединяются, образуя диплоидную зиготу. Зигота немедленно подвергается мейозу с образованием четырех гаплоидных клеток, называемых спорами (рис. 7.2 b ).

Третий тип жизненного цикла, используемый некоторыми водорослями и всеми растениями, называется чередованием поколений. У этих видов есть как гаплоидные, так и диплоидные многоклеточные организмы как часть их жизненного цикла. Гаплоидные многоклеточные растения называются гаметофитами, потому что они производят гаметы. В этом случае мейоз не участвует в производстве гамет, так как организм, производящий гаметы, уже гаплоидный. Оплодотворение между гаметами образует диплоидную зиготу. Зигота претерпит много раундов митоза и даст начало диплоидному многоклеточному растению, называемому спорофитом. Специализированные клетки спорофита претерпевают мейоз и образуют гаплоидные споры. Споры разовьются в гаметофиты (рис. 7.2 9).0020 с ).

Почти все эукариоты размножаются половым путем. Изменчивость, внесенная в репродуктивные клетки в результате мейоза, по-видимому, является одним из преимуществ полового размножения, сделавшим его таким успешным.