§32. Формы размножения организмов. Половое размножение

Определения и обозначения

Размножение — воспроизведение организмами новых особей, обеспечивающее продолжение существования вида. Благодаря ему после смерти отдельных организмов вид не исчезает. Это свойство поддерживает смену поколений и сохранение жизни.

Бесполое размножение — образование новых особей без слияния половых клеток; обычно в нём участвует одна родительская особь. Новый организм возникает, например, при делении клетки или отделении части тела. Такое определение помогает отличить размножение от процессов, где нужны мужская и женская гаметы.

Половое размножение — образование потомства с участием половых клеток и их слияния. Половые клетки называют гаметами: к ним относятся яйцеклетки и сперматозоиды. Их объединение создаёт новое сочетание наследственных признаков.

Оплодотворение — слияние мужской и женской гамет с образованием зиготы. Зигота является первой клеткой будущего организма и получает наследственную информацию от обеих гамет. Поэтому оплодотворение связывает образование половых клеток с началом развития нового организма.

Как это устроено

При бесполом размножении одна родительская особь передаёт потомку свой наследственный материал без объединения с другой клеткой. Поэтому процесс обычно проходит быстро и не требует поиска партнёра. Потомки при этом сходны с родительским организмом, что выгодно в устойчивых условиях, где уже успешный набор признаков можно сохранить.

При половом размножении участвуют гаметы, несущие наследственную информацию в хромосомах. Каждая гамета содержит только часть наследственного набора, поэтому после их слияния он восстанавливается. Объединение информации двух клеток создаёт у потомка сочетание признаков, которого не было полностью ни у одного из родителей.

Во время оплодотворения мужская и женская гаметы соединяются, а их оболочки и генетический материал объединяются в одной клетке. Эта клетка называется зиготой. Затем зигота многократно делится, её клетки специализируются, и постепенно формируется новый организм.

Наследственное разнообразие при половом размножении возникает из-за разных сочетаний генов родителей и особенностей образования гамет. Поэтому даже братья и сёстры могут отличаться друг от друга, хотя принадлежат к одному виду. Если условия среды меняются, среди разнообразного потомства выше вероятность появления особей с полезными признаками.

Половое размножение не всегда означает участие двух отдельных организмов. При самооплодотворении одна особь образует гаметы обоих типов, и они сливаются между собой. При партеногенезе развитие начинается из яйцеклетки без её слияния со сперматозоидом, поэтому этот вариант отличается от обычного оплодотворения.

Сравнение форм размножения

Таблица помогает сравнить формы размножения сразу по нескольким признакам. Сначала определите, сколько родительских особей участвует и есть ли гаметы, затем сопоставьте способ образования потомка и его наследственные особенности. Формулировка «обычно» нужна потому, что в природе встречаются исключения.

Разбор задач

Задача 1

У одноклеточного организма одна клетка разделилась на две дочерние клетки. Определите форму размножения и объясните, участвовали ли в нём гаметы. В условии описано увеличение числа организмов за счёт разделения одной исходной клетки.

1. Определите, сколько родительских особей участвовало в процессе: исходной была одна клетка.
2. Проверьте способ образования потомков: клетка разделилась, а не слилась с другой клеткой.
3. Сравните признаки процесса с определением бесполого размножения: оно идёт без слияния гамет.

Ответ: это бесполое размножение, конкретно деление клетки. Гаметы в нём не участвовали, потому что новая особь возникла из одной клетки без оплодотворения. Дочерние клетки обычно наследственно сходны с исходной.

Задача 2

У растения образовались мужские и женские гаметы, которые затем слились. Назовите процесс их слияния и клетку, которая возникла в результате. Здесь нужно различить сами гаметы, их соединение и результат этого соединения.

1. Назовите слияние мужской и женской гамет: это оплодотворение.
2. Определите продукт процесса: после соединения двух гамет возникает одна клетка.
3. Вспомните специальное название этой клетки — зигота, из которой начинается развитие нового организма.

Ответ: процесс называется оплодотворением. В результате образуется зигота. Она содержит объединённую наследственную информацию мужской и женской гамет.

Задача 3

Сравните потомство двух организмов, полученное бесполым и половым путём. Какой способ обычно создаёт больше наследственного разнообразия и почему? Для ответа нужно связать способ размножения с источником наследственных различий.

1. При бесполом размножении потомок получает наследственный материал одной особи без слияния гамет.
2. При половом размножении объединяются наследственные наборы двух гамет, а их сочетание может быть разным.
3. Сделайте вывод о разнообразии: больше вариантов обычно возникает при половом размножении.

Ответ: половое размножение обычно создаёт больше наследственного разнообразия. Причина в объединении наследственной информации двух гамет и появлении новых сочетаний признаков. При бесполом размножении потомки обычно похожи на родителя, хотя мутации также могут вызывать наследственные изменения.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что для любого полового размножения нужны две отдельные особи. Так думают, потому что чаще гаметы происходят от разных организмов. Проверка простая: вспомните самооплодотворение, при котором одна особь образует и сливает гаметы.

Ошибка 2. Называть оплодотворением образование гамет. Гаметы сначала формируются, а оплодотворение обозначает именно их слияние. Проверьте себя вопросом: появилась ли после процесса зигота?

Ошибка 3. Считать потомство при бесполом размножении абсолютно неизменным. Обычно оно сходно с родителем, но мутации и другие наследственные изменения возможны. Поэтому правильнее говорить «обычно сходно», а не «полностью одинаково».

Ошибка 4. Отождествлять партеногенез с обычным оплодотворением. При партеногенезе яйцеклетка развивается без слияния со сперматозоидом. Если зигота не образуется, это не обычное оплодотворение.

Связь с другими темами

Для понимания размножения нужны знания о клетке, наследственной информации и хромосомах. Они объясняют, где хранится информация о признаках организма и как она передаётся потомкам. Без этих понятий трудно понять значение гамет и зиготы.

Тема связана с мейозом — особым делением клеток, при котором образуются гаметы. Мейоз объясняет уменьшение набора хромосом в половых клетках. При оплодотворении наборы двух гамет объединяются.

Знания о половом размножении пригодятся при изучении наследственности, изменчивости, эмбрионального развития и эволюции. Они помогают понять происхождение различий между потомками. Эти различия служат материалом для действия естественного отбора.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает продолжение существования вида.
• Бесполое размножение происходит без слияния гамет.
• При половом размножении участвуют половые клетки.
• Слияние гамет называется оплодотворением.
• В результате оплодотворения образуется зигота.
• Половое размножение обычно повышает наследственное разнообразие потомства.
• При партеногенезе организм развивается из яйцеклетки без оплодотворения.