§ 23. Размножение организмов

Определения и обозначения

Размножение — способность организмов воспроизводить себе подобных. Оно обеспечивает продолжение существования вида: отдельные особи смертны, но их потомки сменяют их и сохраняют вид в поколениях. Благодаря размножению жизнь не обрывается с гибелью каждого организма.

Бесполое размножение — образование нового организма без слияния гамет, то есть половых клеток. Обычно в нём участвует одна родительская особь, а потомок развивается из её клетки или части тела. Такое определение помогает отличить этот способ от полового размножения.

Половое размножение — образование нового организма, связанное со слиянием гамет. При этом объединяется наследственный материал половых клеток, поэтому потомок получает сочетание признаков. Это понятие важно для объяснения наследственной изменчивости между родителями и потомством.

Оплодотворение — слияние мужской и женской гамет с образованием зиготы. Гаметы — клетки, участвующие в половом размножении, а зигота — первая клетка нового организма после их слияния. Различая эти термины, можно точно описать последовательность полового размножения.

Как это устроено

Отдельные организмы живут ограниченное время, поэтому без появления потомков вид постепенно исчез бы. Размножение передаёт жизнь от одного поколения следующему и поддерживает существование вида. Именно поэтому оно необходимо даже тем организмам, которые живут долго и оставляют потомство нечасто.

При бесполом размножении новый организм развивается из одной клетки или части родительского организма. Поскольку слияния гамет нет, наследственная информация потомка обычно происходит от одной особи, поэтому потомки часто сходны с ней. Такой способ позволяет получать новые организмы без поиска партнёра и обычно быстро увеличивать численность.

Бесполое размножение происходит разными способами. При делении одна клетка разделяется на две или несколько дочерних клеток, как у бактерий и многих одноклеточных организмов; при почковании на теле родителя возникает вырост, например у гидры. При спорообразовании организм образует споры, из которых при подходящих условиях развивается новый организм, а при вегетативном размножении растения дают начало потомству из частей тела — например, клубня или участка побега.

При половом размножении формируются гаметы, а затем происходит их слияние. Образовавшаяся зигота содержит наследственный материал обеих гамет и делится, начиная развитие нового организма. Последовательность важна: гаметы участвуют в оплодотворении, а зигота появляется уже после него.

Способы размножения дают разные биологические результаты. Бесполый способ часто позволяет быстро увеличить численность, поскольку не требует слияния гамет, а потомки обычно похожи на родителя. При половом размножении новые сочетания наследственного материала делают потомство разнообразнее, что может помочь виду сохраняться при изменениях условий среды.

Сравнение бесполого и полового размножения

Сравнивайте способы по тому, участвуют ли гаметы и откуда потомок получает наследственный материал. Затем соотнесите с этим сходство потомства и биологическое значение каждого способа. Такая последовательность помогает не путать признак процесса с его результатом.

Разбор задач

Задача: гидра образовала боковой вырост, который затем отделился и стал самостоятельным организмом. Определите способ размножения и назовите его характерную особенность. Нужно установить, из чего возник новый организм, и проверить, было ли слияние гамет. От этого зависит классификация процесса.

1. В условии сказано, что новый организм появился из бокового выроста на теле гидры. Такой вырост называют почкой; он растёт на родительском организме, прежде чем отделиться. Значит, источник нового организма — часть родительского тела.

2. Слияние гамет в условии не описано, а для почкования оно не требуется. Поэтому размножение относится к бесполому, а не к половому. Характерный признак здесь — развитие нового организма из выроста родителя.

Ответ: бесполое размножение почкованием; новый организм развивается из бокового выроста родительского.

Задача: у растения из части побега с почками выросло новое растение. Объясните, к какому способу размножения это относится и почему. Важно не ограничиваться тем, что появилось новое растение, а выяснить, из какой структуры оно развилось. Затем следует проверить, участвовали ли гаметы.

1. Новое растение выросло из части побега, то есть из части родительского организма. Побег и его почки способны дать начало органам нового растения. Это указывает на вегетативное размножение.

2. В условии нет образования и слияния гамет, а новый организм возник из части растения. Следовательно, процесс является бесполым размножением. Именно отсутствие слияния гамет отличает его от полового способа.

Ответ: вегетативное размножение, потому что новое растение развивается из части побега без слияния гамет.

Задача: условно обозначьте наследственный материал двух гамет как A и B. Какой набор получит зигота после их слияния и чем потомство может отличаться от родителей? Здесь нужно проследить, что происходит с наследственным материалом при оплодотворении. Обозначения A и B показывают его источники, а не конкретные гены или признаки.

1. При оплодотворении две гаметы сливаются и образуют зиготу. Поэтому условный набор наследственного материала зиготы можно обозначить как A + B: он объединяет материал обеих гамет. Зигота становится началом развития нового организма.

2. Сочетание A и B может не совпадать с наследственными сочетаниями у родителей. Поэтому потомок может отличаться от них по наследственным признакам. Это объясняет, почему половое размножение создаёт наследственную изменчивость.

Ответ: зигота получает сочетание A + B; потомство может отличаться от родителей из-за нового сочетания наследственного материала.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что бесполое размножение всегда происходит с участием одной клетки. Так думают, потому что многие примеры связаны с делением клеток, но новый организм может развиться и из многоклеточной части, например побега. Проверка простая: выясните, возникает ли потомок из части тела организма, а не только из отдельной клетки.

Ошибка: называть любое появление нового организма половым размножением. Сам факт появления потомка не доказывает участия полового процесса, и это заблуждение возникает из-за смешения общего результата и способа его получения. Проверьте, образовались ли гаметы и слились ли они; если нет, половое размножение не подтверждено.

Ошибка: путать гамету и зиготу. Обе связаны с половым размножением, поэтому термины легко смешать, однако гамета участвует в оплодотворении, а зигота образуется после слияния гамет. Для самопроверки расположите события по порядку: сначала гаметы, затем оплодотворение, после него зигота.

Ошибка: утверждать, что потомство при бесполом размножении абсолютно неизменно. Потомки обычно сходны с родителем, и это сходство иногда ошибочно принимают за полное отсутствие изменений. Проверяйте формулировку: корректно говорить о высоком сходстве, но не об абсолютной неизменности наследственной информации.

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в размножении, нужно знать, что такое клетка, деление клетки, наследственная информация и наследственность. Тема связана с митозом и мейозом: эти процессы участвуют в развитии нового организма и образовании гамет. Позже эти знания пригодятся при изучении наследственности и изменчивости, жизненных циклов, а также размножения растений и животных. Так можно связать клеточные процессы с появлением и развитием целого организма.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает продолжение существования видов.
• При бесполом размножении слияния гамет не происходит.
• К бесполому размножению относятся деление, почкование, спорообразование и вегетативное размножение.
• Половое размножение связано с образованием и слиянием гамет.
• После оплодотворения образуется зигота.
• Половое размножение создаёт новые сочетания наследственного материала.
• Способ размножения связан с особенностями организма и условиями его жизни.